Ẹ ṣeun fún ṣíbẹ̀wò sí Nature.com. Ẹ̀yà ẹ̀rọ ìṣàwárí tí ẹ ń lò ní àtìlẹ́yìn CSS díẹ̀. Fún ìrírí tí ó dára jùlọ, a gbà yín nímọ̀ràn pé kí ẹ lo ẹ̀rọ ìṣàwárí tí a ti mú gbóná (tàbí kí ẹ mú Ìbáramu Ipò nínú Internet Explorer kúrò). Ní àkókò yìí, láti rí i dájú pé a ń tẹ̀síwájú láti ṣe àtìlẹ́yìn, a ó ṣe àtìlẹ́yìn sí ojú-òpó wẹ́ẹ̀bù náà láìsí àwọn àṣà àti JavaScript.
A nlo awọn actuator ni ibi gbogbo ati ṣẹda išipopada iṣakoso nipa lilo agbara iwuri tabi iyipo to tọ lati ṣe awọn iṣẹ oriṣiriṣi ni iṣelọpọ ati adaṣiṣẹ ile-iṣẹ. Idi fun awọn awakọ yiyara, kere ati munadoko diẹ sii ni iwakọ imotuntun ninu apẹrẹ awakọ. Awọn awakọ Shape Memory Alloy (SMA) nfunni ni ọpọlọpọ awọn anfani lori awọn awakọ ibile, pẹlu ipin agbara-si-iwuwo giga. Ninu iwe afọwọkọ yii, a ṣe agbekalẹ actuator ti o da lori SMA oni-apa meji ti o papọ awọn anfani ti awọn iṣan iyẹ ti awọn eto isedale ati awọn ohun-ini alailẹgbẹ ti SMAs. Iwadi yii ṣawari ati faagun awọn actuator SMA ti tẹlẹ nipa ṣiṣẹda awoṣe mathematiki ti actuator tuntun ti o da lori eto waya SMA bimodal ati idanwo rẹ ni idanwo. Ni akawe pẹlu awọn awakọ ti a mọ ti o da lori SMA, agbara actuation ti awakọ tuntun jẹ o kere ju igba 5 ga (to 150 N). Pipadanu iwuwo ti o baamu jẹ nipa 67%. Awọn abajade ti itupalẹ ifamọ ti awọn awoṣe mathematiki wulo fun atunṣe awọn paramita apẹrẹ ati oye awọn paramita pataki. Iwadi yii tun ṣafihan awakọ ipele Nth ipele pupọ ti a le lo lati mu awọn agbara pọ si siwaju sii. Àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ iṣan dipvalerate tí ó wà ní SMA ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò, láti ìdákọ́lé ilé sí àwọn ètò ìfijiṣẹ́ oògùn tí ó péye.
Àwọn ètò ìṣẹ̀dá ẹ̀dá alààyè, bí ìṣètò iṣan àwọn ẹranko, lè mú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn actuator onípele ṣiṣẹ́. Àwọn ẹranko onípele ní ìṣètò iṣan ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀, ọ̀kọ̀ọ̀kan wọn sì ń ṣiṣẹ́ fún ète kan pàtó. Síbẹ̀síbẹ̀, a lè pín ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣètò iṣan onípele ẹranko sí ẹ̀ka méjì. Parallel àti pennate. Nínú hamstrings àti àwọn flexors mìíràn, gẹ́gẹ́ bí orúkọ náà ṣe fi hàn, ìṣètò iṣan onípele náà ní àwọn okùn iṣan tí ó jọra sí tendoni àárín. Ẹ̀wọ̀n àwọn okùn iṣan ni a tò pọ̀ tí a sì so pọ̀ mọ́ ara wọn nípasẹ̀ àsopọpọ̀ tí ó yí wọn ká. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a sọ pé àwọn iṣan wọ̀nyí ní ìrìn àjò ńlá (ìdínkù ìpíndọ́gba), agbára iṣan gbogbo wọn ní ààlà púpọ̀. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, nínú triceps calf muscle2 (lateral gastrocnemius (GL)3, medial gastrocnemius (GM)4 àti soleus (SOL)) àti extensor femoris (quadriceps)5,6 pennate muscle tissue ni a rí nínú iṣan kọ̀ọ̀kan7. Nínú ìṣètò pinnate, àwọn okùn iṣan nínú iṣan onípele náà wà ní ẹ̀gbẹ́ méjèèjì ti tendoni àárín ní àwọn igun oblique (àwọn igun pinnate). Pennate wá láti ọ̀rọ̀ Látìnì “penna”, èyí tí ó túmọ̀ sí “pen”, àti, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú àwòrán 1 ní ìrísí bí ìyẹ́. Àwọn okùn iṣan pennate kúrú, wọ́n sì dúró sí apá gígùn ti iṣan náà. Nítorí ìṣètò pinnate, gbogbo ìṣíkiri àwọn iṣan wọ̀nyí dínkù, èyí tí ó yọrí sí àwọn ẹ̀yà transverse àti longiguin ti ilana kúkúrú náà. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, ìṣiṣẹ́ àwọn iṣan wọ̀nyí ń yọrí sí agbára ìṣàn gbogbogbòò nítorí ọ̀nà tí a gbà ń wọn agbègbè cross-sectional physiological. Nítorí náà, fún agbègbè cross-section kan, àwọn iṣan pennate yóò lágbára síi, wọn yóò sì mú agbára gíga jáde ju àwọn iṣan pẹ̀lú àwọn okùn parallel lọ. Àwọn agbára tí àwọn okùn kọ̀ọ̀kan ń mú jáde ń mú agbára ìṣàn jáde ní ìpele macroscopic nínú àsopọ iṣan náà. Ní àfikún, ó ní àwọn ànímọ́ àrà ọ̀tọ̀ bíi ìfàsẹ́yìn kíákíá, ààbò lòdì sí ìbàjẹ́ tensile, ìrọ̀rùn. Ó ń yí ìbáṣepọ̀ láàrín ìfàsẹ́yìn okun àti agbára ìṣẹ̀dá iṣan padà nípa lílo àwọn ẹ̀yà àrà ọ̀tọ̀ àti ìṣòro onígun mẹ́rin ti ìṣètò okùn tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ìlà ìṣiṣẹ́ iṣan.
Àwọn àwòrán onípele ti àwọn àwòrán actuator tí ó wà ní SMA tí ó wà ní ìbámu pẹ̀lú ètò iṣan bimodal kan tí a fihàn, fún àpẹẹrẹ (a), tí ó dúró fún ìbáṣepọ̀ agbára ìfọwọ́kàn níbi tí a ti gbé ẹ̀rọ tí a fi ọwọ́ ṣe tí àwọn wáyà SMA ń ṣiṣẹ́ kalẹ̀ lórí robot alágbékalẹ̀ alágbékalẹ̀ méjì tí ó ní kẹ̀kẹ́ 9,10. , (b) Apẹrẹ ìṣàn robotic pẹ̀lú apẹ̀rẹ̀ ìṣàn SMA tí a gbé kalẹ̀ lọ́nà ìdàkejì. Ipò ojú apẹ̀rẹ̀ ni a ń ṣàkóso nípasẹ̀ àmì láti inú iṣan ojú ti ojú11, (c) Apẹ̀rẹ̀ SMA dára fún lílo lábẹ́ omi nítorí ìdáhùn ìgbóná gíga wọn àti ìwọ̀n ìlọ́po díẹ̀. Nínú ìṣètò yìí, a lo àwọn actuator SMA láti ṣẹ̀dá ìṣípo igbi nípa ṣíṣe àfarawé ìṣípo ẹja, (d) A lo àwọn actuator SMA láti ṣẹ̀dá robot àyẹ̀wò micro pipe kan tí ó lè lo ìlànà ìṣípo kokoro inch, tí ìṣípo àwọn wáyà SMA nínú ikanni 10 ń ṣàkóso, (e) fi ìtọ́sọ́nà àwọn okùn iṣan ìfàmọ́ra hàn àti bí a ṣe ń mú agbára ìfàmọ́ra jáde nínú àsopọ gastrocnemius, (f) fi àwọn wáyà SMA tí a ṣètò ní ìrísí àwọn okùn iṣan nínú ìṣètò iṣan pennate hàn.
Àwọn actuator ti di apá pàtàkì nínú àwọn ètò ẹ̀rọ nítorí onírúurú ìlò wọn. Nítorí náà, àìní fún àwọn actuator kékeré, kíákíá àti kíákíá di pàtàkì. Láìka àwọn àǹfààní wọn sí, àwọn actuator ìbílẹ̀ ti fihàn pé ó gbowólórí àti pé ó ń gba àkókò láti tọ́jú. Àwọn actuator hydraulic àti pneumatic jẹ́ ohun tí ó díjú àti pé ó gbowólórí, wọ́n sì lè wọ, ìṣòro ìpara àti àìṣiṣẹ́ àwọn èròjà. Ní ìdáhùn sí ìbéèrè, àfiyèsí wà lórí ṣíṣe àwọn actuator tí ó munadoko, tí a ṣe àtúnṣe sí ìwọ̀n àti tí ó ti ní ìlọsíwájú tí ó dá lórí àwọn ohun èlò ọlọ́gbọ́n. Ìwádìí tí ń lọ lọ́wọ́ ń wo àwọn actuator tí a fi àwòrán ṣe (SMA) láti bá àìní yìí mu. Àwọn actuator onípele jẹ́ àrà ọ̀tọ̀ ní ti pé wọ́n ń so ọ̀pọ̀lọpọ̀ actuator tí ó yàtọ̀ pọ̀ sínú àwọn ètò kékeré onípele macro láti pèsè iṣẹ́ tí ó pọ̀ sí i àti tí ó fẹ̀ sí i. Ní ti èyí, àsopọ iṣan ènìyàn tí a ṣàlàyé lókè pèsè àpẹẹrẹ onípele púpọ̀ tí ó dára ti irú actuation onípele púpọ̀ bẹ́ẹ̀. Ìwádìí lọ́wọ́lọ́wọ́ ṣàpèjúwe actuation SMA onípele púpọ̀ pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà actuation onípele kọ̀ọ̀kan (SMA wayoyi) tí a ṣe déédé sí àwọn ìtọ́sọ́nà okùn tí ó wà nínú àwọn iṣan bimodal, èyí tí ó mú kí iṣẹ́ actuator gbogbogbòò sunwọ̀n sí i.
Ète pàtàkì ti actuator ni lati se ina agbara mekaniki bii agbara ati iyipada nipa yiyipada agbara ina. Awọn alloys iranti apẹrẹ jẹ kilasi ti awọn ohun elo “ọlọgbọn” ti o le mu apẹrẹ wọn pada ni awọn iwọn otutu giga. Labẹ awọn ẹru giga, ilosoke ninu iwọn otutu ti waya SMA yori si imularada apẹrẹ, ti o yorisi iwuwo agbara actuation ti o ga ju ni akawe pẹlu awọn ohun elo ọlọgbọn ti o so taara taara. Ni akoko kanna, labẹ awọn ẹru mekaniki, awọn SMA di rirọ. Labẹ awọn ipo kan, ẹru iyipo le fa ati tu agbara mekaniki silẹ, ti o nfihan awọn iyipada apẹrẹ hysteretic ti o le yipada. Awọn ohun-ini alailẹgbẹ wọnyi jẹ ki SMA dara julọ fun awọn sensọ, didamu gbigbọn ati paapaa awọn actuators12. Pẹlu eyi ni lokan, ọpọlọpọ iwadii ti wa sinu awọn awakọ ti o da lori SMA. O yẹ ki o ṣe akiyesi pe awọn actuators ti o da lori SMA ni a ṣe lati pese išipopada itumọ ati iyipo fun ọpọlọpọ awọn ohun elo13,14,15. Botilẹjẹpe a ti ṣe agbekalẹ awọn actuators iyipo kan, awọn oluwadi nifẹ si awọn actuators laini. A le pin awọn actuator laini wọnyi si oriṣi awọn actuator mẹta: onisẹpo kan, iyipada ati awọn actuator iyatọ 16. Ni akọkọ, a ṣẹda awọn awakọ hybrid ni apapo pẹlu SMA ati awọn awakọ ibile miiran. Àpẹẹrẹ kan ti actuator laini hybrid ti o da lori SMA ni lilo okun waya SMA pẹlu mọto DC lati pese agbara iṣẹjade ti o to 100 N ati iyipada pataki17.
Ọ̀kan lára àwọn ìdàgbàsókè àkọ́kọ́ nínú àwọn awakọ̀ tí ó dá lórí SMA pátápátá ni awakọ̀ SMA parallel. Nípa lílo ọ̀pọ̀lọpọ̀ wáyà SMA, awakọ̀ parallel tí ó dá lórí SMA ni a ṣe láti mú agbára awakọ̀ náà pọ̀ sí i nípa gbígbé gbogbo wáyà SMA18 sí ara wọn. Ìsopọ̀ parallel ti àwọn awakọ̀ kìí ṣe pé ó nílò agbára púpọ̀ nìkan, ṣùgbọ́n ó tún ń dín agbára ìjáde wáyà kan ṣoṣo kù. Àìlóǹkà mìíràn ti àwọn awakọ̀ tí ó dá lórí SMA ni ìrìn àjò tí ó lopin tí wọ́n lè ṣe. Láti yanjú ìṣòro yìí, a ṣẹ̀dá ìlà okùn SMA kan tí ó ní ìlà tí ó rọ láti mú kí ìyípadà pọ̀ sí i kí ó sì ṣe àṣeyọrí ìṣípo líníà, ṣùgbọ́n kò mú agbára tí ó ga jù wá. Àwọn ẹ̀yà ara àti aṣọ tí ó lè rọ̀ fún àwọn robot tí ó dá lórí àwọn irin ìrántí tí a fi ṣe àgbékalẹ̀ ni pàtàkì fún ìbúgbàù ipa20,21,22. Fún àwọn ohun èlò tí a nílò àwọn iyàrá gíga, a ti ròyìn àwọn páìpù onípele tí a ti ń lo SMA fíìmù tín-ín-rín fún àwọn ohun èlò tí a ń wakọ̀ micropump23. Ìwọ̀n ìgbà tí a ń wakọ̀ ti awo SMA fíìmù tín-ín-rín jẹ́ kókó pàtàkì nínú ṣíṣàkóso iyàrá awakọ̀ náà. Nítorí náà, àwọn awakọ̀ SMA linear ní ìdáhùn tí ó dára ju SMA spring tàbí rod motors lọ. Àwọn roboti Soft àti ìmọ̀ ẹ̀rọ mímú ara jẹ́ àwọn ohun èlò méjì mìíràn tí wọ́n ń lo àwọn actuators tí ó dá lórí SMA. Fún àpẹẹrẹ, láti rọ́pò actuator boṣewa tí a lò nínú 25 N space clamp, a ṣe àgbékalẹ̀ actuator onípele 24. Nínú ọ̀ràn mìíràn, a ṣe actuator onípele SMA kan tí a gbé ka orí wáyà kan pẹ̀lú matrix tí a fi sínú rẹ̀ tí ó lè mú agbára fífà tí ó pọ̀ jùlọ ti 30 N jáde. Nítorí àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ wọn, a tún lo SMA láti ṣe àwọn actuators tí ó fara wé àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ẹ̀dá alààyè. Ọ̀kan lára irú ìdàgbàsókè bẹ́ẹ̀ ni roboti sẹ́ẹ̀lì 12 kan tí ó jẹ́ biomimetic ti ẹ̀dá onípele kan tí ó dàbí earthworm pẹ̀lú SMA láti ṣe ìṣípo sinusoidal sí iná26,27.
Gẹ́gẹ́ bí a ti sọ tẹ́lẹ̀, ààlà kan wà sí agbára tó pọ̀ jùlọ tí a lè rí gbà láti ọ̀dọ̀ àwọn actuator tí ó wà lórí SMA. Láti yanjú ọ̀rọ̀ yìí, ìwádìí yìí gbé ìṣètò iṣan bimodal biomimetic kalẹ̀. Wáyà irinṣẹ́ memory alloy tí a ń darí. Ó pèsè ètò ìsọ̀rí tí ó ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ wáyà irinṣẹ́ memory alloy. Títí di òní, a kò tí ì ròyìn àwọn actuator tí ó wà lórí SMA pẹ̀lú irú architecture kan náà nínú ìwé. Ètò àrà ọ̀tọ̀ àti tuntun yìí tí a gbé kalẹ̀ lórí SMA ni a ṣe láti kẹ́kọ̀ọ́ nípa ìwà SMA nígbà tí a bá ń ṣe àtúnṣe iṣan bimodal. Ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn actuator tí ó wà lórí SMA, ète ìwádìí yìí ni láti ṣẹ̀dá actuator dipvalerate biomimetic kan láti mú agbára tí ó ga jù wá ní ìwọ̀n kékeré. Ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn actuator stepper motor tí a ń lò nínú ìdánilẹ́kọ̀ọ́ àti ètò ìṣàkóso HVAC, a ṣe àgbékalẹ̀ ìwakọ̀ bimodal tí a dámọ̀ràn SMA dín ìwọ̀n ẹ̀rọ ìwakọ̀ náà kù ní 67%. Nínú àwọn àtẹ̀lé yìí, a lo àwọn ọ̀rọ̀ náà “iṣan” àti “wakọ̀” ní ìyípadà. Ìwádìí yìí ṣe ìwádìí nípa ìfarawé multiphysics ti irú ìwakọ̀ bẹ́ẹ̀. A ti kẹ́kọ̀ọ́ nípa ìwà ẹ̀rọ ti irú àwọn ètò bẹ́ẹ̀ nípasẹ̀ àwọn ọ̀nà ìwádìí àti àgbékalẹ̀ onímọ̀. A tún ṣe ìwádìí lórí agbára àti ìwọ̀n otútù ní folti ìtẹ̀síwájú 7 V. Lẹ́yìn náà, a ṣe ìwádìí parametric láti lóye ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn pàrámítà pàtàkì àti agbára ìjáde. Níkẹyìn, a ti fojú inú wo àwọn actuator onípele-ipò àti àwọn ipa ìpele-ipò ...
Wáyà SMA ń fi ipa ìrántí ìrísí (SME) tí a rí nínú ìdílé àwọn alloy nickel-titanium (Ni-Ti) hàn. Lọ́pọ̀ ìgbà, àwọn SMA ń fi àwọn ìpele méjì hàn: ìpele ìgbóná díẹ̀ àti ìpele ìgbóná gíga. Ìpele méjèèjì ní àwọn ànímọ́ àrà ọ̀tọ̀ nítorí wíwà àwọn ìrísí kristali tó yàtọ̀ síra. Nínú ìpele austenite (ìpele ìgbóná gíga) tó wà lókè ìgbóná ìyípadà, ohun èlò náà ń fi agbára gíga hàn, kò sì ní ìbàjẹ́ tó dáa lábẹ́ ẹrù. Alloy náà ń hùwà bí irin alagbara, nítorí náà ó lè kojú àwọn ìfúnpá ìṣiṣẹ́ gíga. Ní lílo àǹfààní ohun ìní Ni-Ti yìí, àwọn wáyà SMA ni a gé láti ṣẹ̀dá actuator. A ṣe àwọn àwòṣe onímọ̀ tó yẹ láti lóye àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ ti ìwà ooru ti SMA lábẹ́ ipa onírúurú paramita àti onírúurú geometries. A rí ìbáramu tó dára láàárín àwọn àbájáde ìwádìí àti onímọ̀.
A ṣe ìwádìí àyẹ̀wò lórí àpẹẹrẹ tí a fihàn ní Àwòrán 9a láti ṣe àyẹ̀wò iṣẹ́ awakọ̀ bimodal kan tí a gbé ka SMA. Méjì nínú àwọn ànímọ́ wọ̀nyí, agbára tí awakọ̀ náà ń mú jáde (agbára iṣan) àti ìwọ̀n otútù wáyà SMA (iwọ̀n otútù SMA), ni a wọ̀n ní ìwádìí. Bí ìyàtọ̀ fólítì ṣe ń pọ̀ sí i ní gbogbo gígùn wáyà náà nínú awakọ̀ náà, ìwọ̀n otútù wáyà náà ń pọ̀ sí i nítorí ipa ìgbóná Joule. A lo fólítì inú rẹ̀ ní àwọn ìyípo 10-s méjì (tí a fihàn gẹ́gẹ́ bí àwọn àmì pupa nínú Àwòrán 2a, b) pẹ̀lú àkókò ìtútù 15-s láàrín ìyípo kọ̀ọ̀kan. A wọn agbára ìdènà náà nípa lílo ìwọ̀n ìdàrúdàpọ̀ piezoelectric, a sì ṣe àkíyèsí ìpínkiri otútù wáyà SMA ní àkókò gidi nípa lílo kámẹ́rà LWIR gíga-gíga ti ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì (wo àwọn ànímọ́ ohun èlò tí a lò nínú Táblì 2). fihàn pé ní àkókò ìpele fólítì gíga, ìwọ̀n otútù wáyà náà ń pọ̀ sí i ní ìkankan, ṣùgbọ́n nígbà tí kò bá sí ìṣàn omi, ìwọ̀n otútù wáyà náà ń bá a lọ láti dínkù. Nínú ìṣètò ìwádìí lọ́wọ́lọ́wọ́, ìwọ̀n otútù wáyà SMA lọ sílẹ̀ nígbà ìpele ìtútù, ṣùgbọ́n ó ṣì wà ní òkè ìwọ̀n otútù àyíká. Ní àwòrán 2e fi àwòrán ìwọ̀n otútù hàn lórí wáyà SMA tí a mú láti inú kámẹ́rà LWIR. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, nínú àwòrán 2a fi agbára ìdènà tí ètò ìwakọ̀ ń mú jáde. Nígbà tí agbára iṣan bá ju agbára ìtúnpadà ti orísun omi lọ, apá tí a gbé kiri, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 9a, bẹ̀rẹ̀ sí í gbéra. Ní kété tí ìṣiṣẹ́ bá bẹ̀rẹ̀, apá tí a gbé kiri náà bá kan sensọ̀ náà, ó ń ṣẹ̀dá agbára ara, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní àwòrán 2c, d. Nígbà tí ìwọ̀n otútù tó pọ̀ jùlọ bá súnmọ́ \(84\,^{\circ}\hbox {C}\), agbára tí a ṣàkíyèsí tó pọ̀ jùlọ ni 105 N.
Àwòrán náà fi àwọn àbájáde ìwádìí ti ìwọ̀n otútù ti wáyà SMA àti agbára tí amúṣiṣẹ́ bimodal tí ó dá lórí SMA ń mú jáde nígbà àwọn yíyípo méjì hàn. A lo fóltéèjì ìtẹ̀síwájú ní àwọn yíyípo ìṣẹ́jú àáyá méjì 10 (tí a fihàn gẹ́gẹ́ bí àwọn àmì pupa) pẹ̀lú àkókò ìtútù ìṣẹ́jú àáyá 15 láàrín yíyípo kọ̀ọ̀kan. Wáyà SMA tí a lò fún àwọn ìwádìí náà jẹ́ wáyà Flexinol oníwọ̀n 0.51 mm láti ọ̀dọ̀ Dynalloy, Inc. (a) Àwòrán náà fi agbára ìwádìí tí a rí gbà lórí àwọn yíyípo méjì hàn, (c, d) fi àpẹẹrẹ méjì tí ó dá dúró ti ìṣe àwọn amúṣiṣẹ́ apá tí ń gbéra lórí PACEline CFT/5kN piezoelectric force transducer hàn, (b) àwòrán náà fi ìwọ̀n otútù tí ó pọ̀ jùlọ ti gbogbo wáyà SMA hàn nígbà àkókò yíyípo méjì, (e) fi àwòrán ìwọ̀n otútù tí a yà láti inú wáyà SMA hàn nípa lílo kámẹ́rà FLIR ResearchIR software LWIR. Àwọn pàrámítà onígun mẹ́ta tí a gbé kalẹ̀ nínú àwọn ìwádìí náà ni a fúnni nínú Táblì. ọ̀kan.
Àwọn àbájáde ìṣàpẹẹrẹ ti àwòṣe mathimatiki àti àwọn àbájáde ìṣàyẹ̀wò ni a fiwé lábẹ́ ipò foliteji ìtẹ̀síwájú ti 7V, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 5. Gẹ́gẹ́ bí àwọn àbájáde ìṣàyẹ̀wò parametric àti láti yẹra fún ìṣeéṣe kí wáyà SMA má baà gbóná jù, a pèsè agbára 11.2 W fún actuator. A lo ìpèsè agbára DC tí a lè ṣètò láti pèsè 7V gẹ́gẹ́ bí foliteji ìtẹ̀síwájú, a sì wọn ìṣàn 1.6A kọjá wáyà náà. Agbára tí awakọ̀ ń mú jáde àti ìwọ̀n otútù SDR ń pọ̀ sí i nígbà tí a bá lo ìṣàn. Pẹ̀lú foliteji ìtẹ̀síwájú ti 7V, agbára ìtẹ̀síwájú tí ó pọ̀ jùlọ tí a rí láti inú àwọn àbájáde ìṣàpẹẹrẹ àti àwọn àbájáde ìṣàyẹ̀wò ti ìpele àkọ́kọ́ jẹ́ 78 N àti 96 N, lẹ́sẹẹsẹ. Nínú ìpele kejì, agbára ìtẹ̀síwájú tí ó pọ̀ jùlọ ti ìṣàpẹẹrẹ àti àwọn àbájáde ìṣàyẹ̀wò jẹ́ 150 N àti 105 N, lẹ́sẹẹsẹ. Àìbáramu láàárín àwọn ìwọ̀n agbára ìdènà àti dátà ìṣàyẹ̀wò lè jẹ́ nítorí ọ̀nà tí a lò láti wọn agbára ìdènà. Àwọn àbájáde ìṣàyẹ̀wò tí a fihàn ní Àwòrán. 5a bá ìwọ̀n agbára ìdènà mu, èyí tí a wọ̀n nígbà tí ọ̀pá ìwakọ̀ náà bá kan PACEline CFT/5kN piezoelectric force transducer, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 2s. Nítorí náà, nígbà tí ọ̀pá ìwakọ̀ náà kò bá kan sensọ agbara ní ìbẹ̀rẹ̀ agbègbè ìtútù, agbára náà di òdo lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 2d. Ní àfikún, àwọn pàrámítà mìíràn tí ó ní ipa lórí ìṣẹ̀dá agbára ní àwọn pàrámítà tí ó tẹ̀lé ni àwọn iye àkókò ìtútù àti iye ìyípadà ooru convective ní pàrámítà tí ó ṣáájú. Láti inú Àwòrán 2b, a lè rí i pé lẹ́yìn àkókò ìtútù ìṣẹ́jú 15, wáyà SMA kò dé iwọn otutu yàrá, nítorí náà ó ní iwọn otutu àkọ́kọ́ tí ó ga (\(40\,^{\circ }\hbox {C}\)) ní pàrámítà ìwakọ̀ kejì ní ìfiwéra pẹ̀lú pàrámítà àkọ́kọ́ (\(25\, ^{\circ}\hbox {C}\)). Nítorí náà, ní ìfiwéra pẹ̀lú ìpele àkọ́kọ́, ìwọ̀n otútù wáyà SMA nígbà ìpele ìgbóná kejì dé ìwọ̀n otútù austenite àkọ́kọ́ (\(A_s\)) ní ìṣáájú, ó sì dúró ní àkókò ìyípadà fún ìgbà pípẹ́, èyí tí ó yọrí sí wàhálà àti agbára. Ní ọwọ́ kejì, ìpínkiri ìwọ̀n otútù nígbà ìpele ìgbóná àti ìtútù tí a rí láti inú àwọn ìwádìí àti àwọn ìṣàpẹẹrẹ ní ìbáramu gíga pẹ̀lú àwọn àpẹẹrẹ láti inú ìṣàyẹ̀wò thermographic. Ìṣàyẹ̀wò ìfiwéra ti dátà ooru wáyà SMA láti inú àwọn ìwádìí àti àwọn ìṣàpẹẹrẹ fi ìṣọ̀kan hàn nígbà ìpele ìgbóná àti ìtútù àti láàárín àwọn ìfaradà tí ó ṣeé gbà fún dátà ìṣàyẹ̀wò. Ìwọ̀n otútù tó pọ̀ jùlọ ti wáyà SMA, tí a rí láti inú àwọn àbájáde ìṣàpẹẹrẹ àti àwọn ìṣàyẹ̀wò ti ìpele àkọ́kọ́, ni \(89\,^{\circ }\hbox {C}\) àti \(75\,^{\circ }\hbox { C }\, lẹ́sẹẹsẹ ), àti ní ìpele kejì ìwọ̀n otútù tó pọ̀ jùlọ ti wáyà SMA ni \(94\,^{\circ }\hbox {C}\) àti \(83\,^{\circ }\hbox {C}\). Àwòṣe tí a ṣe ní ìpìlẹ̀ fi hàn pé ipa ìrántí ìrísí ni ipa rẹ̀. A kò gbé ipa àárẹ̀ àti ìgbóná ara lárugẹ nínú àtúnyẹ̀wò yìí. Ní ọjọ́ iwájú, a óò mú àwòṣe náà sunwọ̀n síi láti fi ìtàn wàhálà ti wáyà SMA kún un, èyí tí yóò mú kí ó dára fún àwọn ohun èlò ìmọ̀ ẹ̀rọ. Agbára ìjáde awakọ̀ àti àwọn àyè ìgbóná SMA tí a rí láti inú block Simulink wà láàrín àwọn ìfaradà tí a gbà láàyè ti àwọn dátà ìwádìí lábẹ́ ipò ìfúnpọ̀ folti inú tí ó jẹ́ 7 V. Èyí fi hàn pé ó tọ́ àti pé ó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé àwòṣe mathimatiki tí a ṣe.
A ṣe agbekalẹ awoṣe iṣiro naa ni agbegbe MathWorks Simulink R2020b nipa lilo awọn idogba ipilẹ ti a ṣalaye ninu apakan Awọn ọna. Lori aworan 3b fihan aworan bulọọki ti awoṣe iṣiro Simulink. A ṣe apẹẹrẹ awoṣe naa fun pulse folti titẹ sii 7V gẹgẹbi a ti fihan ni Aworan 2a, b. Awọn iye ti awọn paramita ti a lo ninu iṣeṣiro naa ni a ṣe akojọ si ni Tabili 1. Awọn abajade iṣeṣiro ti awọn ilana igba diẹ ni a gbekalẹ ni Awọn aworan 1 ati 1. Awọn aworan 3a ati 4. Ninu aworan 4a, b fihan folti ti a fa ninu okun waya SMA ati agbara ti oluṣiṣẹ naa ṣe gẹgẹbi iṣẹ akoko. Nígbà ìyípadà ìyípadà (ìgbóná), nígbà tí ìwọ̀n otútù wáyà SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (ìwọ̀n otútù ìbẹ̀rẹ̀ ìpele austenite tí a yípadà sí wahala), ìwọ̀n ìyípadà ìyípadà ìpele ìwọ̀n martensite (\(\dot{\xi }\)) yóò jẹ́ òdo. Nígbà ìyípadà ìyípadà (ìgbóná), nígbà tí ìwọ̀n otútù wáyà SMA, \(T < A_s^{\prime}\) (ìwọ̀n otútù ìbẹ̀rẹ̀ ìpele austenite tí a yípadà sí wahala), ìwọ̀n ìyípadà ìyípadà ìpele ìwọ̀n martensite (\(\dot{\ xi }\)) yóò jẹ́ òdo. Во время обратного превращения (нагрева), когда температура проволоки SMA, \ (T
(a) Àbájáde ìṣeré tí ó ń fi ìpínkiri iwọn otutu àti iwọn otutu ìsopọ̀ tí wahala fà hàn nínú ohun èlò ìṣeré divalerate tí ó dá lórí SMA. Nígbà tí iwọn otutu waya bá kọjá iwọn otutu ìyípadà austenite ní ìpele ìgbóná, iwọn otutu ìyípadà austenite tí a yípadà bẹ̀rẹ̀ sí í pọ̀ sí i, àti bákan náà, nígbà tí iwọn otutu ọ̀pá waya bá kọjá iwọn otutu ìyípadà martensitic ní ìpele ìtútù, iwọn otutu ìyípadà martensitic dínkù. SMA fún àwòṣe onínáwòye ti ilana ìṣeré. (Fun ìwòye kíkún ti eto-abẹ kọọkan ti awoṣe Simulink kan, wo apakan afikun ti faili afikun.)
Àwọn àbájáde ìwádìí fún àwọn ìpínkiri paramita tó yàtọ̀ síra ni a fihàn fún àwọn ìyípo méjì ti folti ìtẹ̀síwájú 7V (àwọn ìyípo ìgbóná ìṣẹ́jú 10 àti àwọn ìyípo ìtura ìṣẹ́jú 15). Nígbà tí (ac) àti (e) ṣe àfihàn ìpínkiri náà lórí àkókò, ní ọwọ́ kejì, (d) àti (f) ṣe àfihàn ìpínkiri náà pẹ̀lú ìwọ̀n otútù. Fún àwọn ipò ìtẹ̀síwájú tó yẹ, ìwọ̀n tó pọ̀ jùlọ tí a rí ni 106 MPa (kéré sí 345 MPa, agbára ìyọrísí wáyà), agbára náà jẹ́ 150 N, ìyípadà tó pọ̀ jùlọ ni 270 µm, àti ìpín ìwọ̀n martensitic tó kéré jùlọ jẹ́ 0.91. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, ìyípadà nínú wahala àti ìyípadà nínú ìpín ìwọ̀n didun ti martensite pẹ̀lú ìwọ̀n otútù jọra sí àwọn ànímọ́ hysteresis.
Àlàyé kan náà kan ìyípadà tààrà (ìtutù) láti ìpele austenite sí ìpele martensite, níbi tí ìwọ̀n otútù wáyà SMA (T) àti ìwọ̀n otútù ìparí ìpele martensite tí a yípadà sí ìdààmú (\(M_f^{\prime}\ )) jẹ́ ohun tó dára gan-an. Ní àwòrán 4d,f, fi ìyípadà nínú ìdààmú tí a fa (\(\sigma\)) àti ìpín ìwọ̀n didun ti martensite (\(\xi\)) nínú wáyà SMA hàn gẹ́gẹ́ bí iṣẹ́ ìyípadà nínú ìwọ̀n otútù wáyà SMA (T), fún àwọn ìyípo ìwakọ̀ méjèèjì. Ní àwòrán 3a, fi ìyípadà nínú ìwọ̀n otútù wáyà SMA hàn pẹ̀lú àkókò tí ó sinmi lórí ìlù folti tí a fi sínú rẹ̀. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe lè rí i láti inú àwòrán náà, ìwọ̀n otútù wáyà náà ń bá a lọ láti pọ̀ sí i nípa pípèsè orísun ooru ní folti odo àti ìtútù convective tí ó tẹ̀lé e. Nígbà tí a bá ń gbóná, àtúnṣe martensite sí ìpele austenite bẹ̀rẹ̀ nígbà tí ìwọ̀n otútù wáyà SMA (T) bá kọjá ìwọ̀n otútù austenite nucleation tí a ti ṣàtúnṣe sí (\(A_s^{\prime}\)). Ní ìpele yìí, a máa fún wáyà SMA pọ̀, a sì máa ń mú agbára ṣiṣẹ́. Bákan náà nígbà tí a bá ń tù ú, nígbà tí ìwọ̀n otútù wáyà SMA (T) bá kọjá ìwọ̀n otútù nucleation ti ìpele martensite tí a ti yípadà sí stress (\(M_s^{\prime}\)) ìyípadà rere kan wà láti ìpele austenite sí ìpele martensite. Agbára ìwakọ̀ náà ń dínkù.
A le gba awọn apakan pataki ti awakọ bimodal ti o da lori SMA lati awọn abajade iṣeṣiro. Ni ọran ti titẹ sii folti, iwọn otutu ti waya SMA pọ si nitori ipa igbona Joule. Iye akọkọ ti ipin iwọn didun martensite (\(\xi\)) ni a ṣeto si 1, nitori ohun elo naa wa ni ipele martensitic ni akọkọ. Bi okun waya naa ṣe n tẹsiwaju lati gbona, iwọn otutu ti okun waya SMA kọja iwọn otutu austenite nucleation ti a ṣe atunṣe wahala \(A_s^{\prime}\), eyiti o yorisi idinku ninu ipin iwọn didun martensite, gẹgẹbi a ti fihan ni Aworan 4c. Ni afikun, ni Aworan 4e fihan pinpin awọn ikọlu ti oluṣiṣẹ ni akoko, ati ni Aworan 5 - agbara iwakọ gẹgẹbi iṣẹ ti akoko. Eto ti o jọmọ ti awọn idogba pẹlu iwọn otutu, ipin iwọn didun martensite, ati wahala ti o dagbasoke ninu okun waya, ti o yorisi idinku ti okun waya SMA ati agbara ti oluṣiṣẹ naa ṣe. Gẹgẹbi a ti fihan ni Aworan 4d, f, iyipada folti pẹlu iwọn otutu ati iyipada ipin iwọn didun martensite pẹlu iwọn otutu baamu pẹlu awọn abuda hysteresis ti SMA ninu ọran ti a ṣe afarawe ni 7 V.
A ṣe àfiwé àwọn pàrámítà ìwakọ̀ nípasẹ̀ àwọn àyẹ̀wò àti ìṣirò onínáwò. A fi fóltéèjì ìtẹ̀síwájú pulsed ti 7 V fún ìṣẹ́jú-àáyá 10, lẹ́yìn náà a tutù fún ìṣẹ́jú-àáyá 15 (ìpele ìtútù) lórí àwọn ìyípo méjì. A ṣètò igun pinnate sí \(40^{\circ}\) àti gígùn àkọ́kọ́ ti wáyà SMA nínú ẹsẹ̀ pin kan ṣoṣo ni a ṣètò sí 83mm. (a) Wíwọ̀n agbára ìwakọ̀ pẹ̀lú sẹ́ẹ̀lì ẹrù (b) Ṣíṣàyẹ̀wò ìwọ̀n otútù wáyà pẹ̀lú kámẹ́rà infurarẹ́ẹ̀tì ooru.
Láti lè lóye ipa àwọn pàrámítà ti ara lórí agbára tí awakọ̀ náà ń mú jáde, a ṣe àgbéyẹ̀wò ìmọ̀lára àwòṣe mathimatiki sí àwọn pàrámítà ti ara tí a yàn, a sì ṣe àkójọ àwọn pàrámítà gẹ́gẹ́ bí ipa wọn. Àkọ́kọ́, a ṣe àyẹ̀wò àwọn pàrámítà àpẹẹrẹ nípa lílo àwọn ìlànà àpẹẹrẹ àyẹ̀wò tí ó tẹ̀lé ìpínkiri kan náà (wo Apá Àfikún lórí Ìṣàyẹ̀wò Ìfọkànsí). Nínú ọ̀ràn yìí, àwọn pàrámítà àpẹẹrẹ náà ní folti ìtẹ̀síwájú (\(V_{in}\)), gígùn wáyà SMA àkọ́kọ́ (\(l_0\)), igun onígun mẹ́ta (\(\alpha\)), àìyípadà orísun omi bíà (\( K_x\ )), ìwọ̀n ìyípadà ooru convective (\(h_T\)) àti iye àwọn ẹ̀ka unimodal (n). Ní ìgbésẹ̀ tó tẹ̀lé e, a yan agbára iṣan tí ó ga jùlọ gẹ́gẹ́ bí ìbéèrè ìwádìí àti àwọn ipa parametric ti gbogbo àwọn oníyípadà lórí agbára ni a gba. Àwọn pàrámítà ìjì líle fún ìṣàyẹ̀wò ìfọkànsí ni a yọ láti inú àwọn ìṣọ̀kan ìbáramu fún pàrámítà kọ̀ọ̀kan, gẹ́gẹ́ bí a ti fihàn nínú Àwòrán 6a.
(a) Àwọn iye ìṣọ̀kan ìbáramu ti àwọn pàrámítà àwòṣe àti ipa wọn lórí agbára ìjáde tó pọ̀ jùlọ ti àwọn ẹgbẹ́ àrà ọ̀tọ̀ 2500 ti àwọn pàrámítà àwòṣe tó wà lókè yìí ni a fihàn nínú àwòrán ìjì líle. Àwòrán náà fi ìbáramu ipò ti àwọn àmì mélòókan hàn. Ó ṣe kedere pé \(V_{in}\) ni pàrámítà kan ṣoṣo pẹ̀lú ìbáramu rere, àti \(l_0\) ni pàrámítà pẹ̀lú ìbáramu odi tó ga jùlọ. Ipa onírúurú pàrámítà nínú onírúurú àkópọ̀ lórí agbára iṣan òkè ni a fihàn nínú (b, c). \(K_x\) wà láti 400 sí 800 N/m àti n wà láti 4 sí 24. Fóltéèjì (\(V_{in}\)) yípadà láti 4V sí 10V, gígùn wáyà (\(l_{0 } \)) yípadà láti 40 sí 100 mm, àti igun ìrù (\(\alpha \)) yàtọ̀ láti \ (20 – 60 \, ^ {\circ }\).
Lórí àwòrán 6a, a fi àwòrán ìjì líle ti onírúurú àwọn ìṣọ̀kan ìbáṣepọ̀ hàn fún pàrámítà kọ̀ọ̀kan pẹ̀lú àwọn ohun tí a nílò láti ṣe àgbékalẹ̀ agbára ìwakọ̀ gíga. Láti inú àwòrán 6a, a lè rí i pé pàrámítà fóltéèjì (\(V_{in}\)) ní í ṣe pẹ̀lú agbára ìjáde tó pọ̀ jùlọ, àti pé pàrámítà ìyípadà ooru convective (\(h_T\)), igun iná (\(alpha\)), ìyípadà ìsun omi (\(K_x\)) ní ìbáṣepọ̀ odi pẹ̀lú agbára ìjáde àti gígùn àkọ́kọ́ (\(l_0\)) ti wáyà SMA, àti iye àwọn ẹ̀ka unimodal (n) fi ìbáṣepọ̀ onídàkejì tó lágbára hàn. Nínú ọ̀ràn ìbáṣepọ̀ tààrà. Nínú ọ̀ràn iye tó ga jù ti pàrámítà ìbáṣepọ̀ (\(V_ {in}\)) fihàn pé pàrámítà yìí ní ipa tó ga jùlọ lórí agbára ìjáde. Ìṣàyẹ̀wò mìíràn tó jọra wọn agbára òkè nípa ṣíṣe àyẹ̀wò ipa àwọn pàrámítà tó yàtọ̀ síra ní oríṣiríṣi àkópọ̀ àwọn àyè ìṣirò méjì, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 6b, c. \(V_{in}\) àti \(l_0\), \(\alpha\) àti \(l_0\) ní àwọn àpẹẹrẹ tó jọra, àwòrán náà sì fihàn pé \(V_{in}\) àti \(\alpha\) àti \(\alpha\) ní àwọn àpẹẹrẹ tó jọra. Àwọn ìwọ̀n kékeré ti \(l_0\) máa ń yọrí sí agbára gíga tó ga jù. Àwọn àwòrán méjì tó kù bá Àwòrán 6a mu, níbi tí n àti \(K_x\) ti ní ìbáṣepọ̀ odi àti \(V_{in}\) ní ìbáṣepọ̀ rere. Ìṣàyẹ̀wò yìí ń ran lọ́wọ́ láti ṣàlàyé àti ṣàtúnṣe àwọn pàrámítà ipa tí a lè fi mú agbára ìjáde, ìkọlù àti ìṣiṣẹ́ ètò ìwakọ̀ bá àwọn ohun tí a béèrè fún mu àti ìlò.
Iṣẹ́ ìwádìí lọ́wọ́lọ́wọ́ ń ṣe àgbékalẹ̀ àti ìwádìí lórí àwọn awakọ̀ onípele-ìpele pẹ̀lú àwọn ìpele N. Nínú ìpele-ìpele méjì, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 7a, níbi tí dípò wáyà SMA kọ̀ọ̀kan ti actuator ìpele àkọ́kọ́, a ṣe àgbékalẹ̀ bímódálì, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Àwòrán 9e. Ní orí Àwòrán 7c fihàn bí a ṣe ń yí wáyà SMA ká ní apá tí ó ṣeé gbé (apá olùrànlọ́wọ́) tí ó ń gbé ní ìtọ́sọ́nà gígùn nìkan. Síbẹ̀síbẹ̀, apá tí ó ṣeé gbé ń tẹ̀síwájú láti gbé ní ọ̀nà kan náà gẹ́gẹ́ bí apá tí ó ṣeé gbé ti actuator ìpele-ìpele-ìpele àkọ́kọ́. Lọ́pọ̀ ìgbà, a ń ṣẹ̀dá awakọ̀ ìpele N nípa fífi wáyà SMA ìpele-ìpele \(N-1\) rọ́pò wáyà ìpele-ìpele àkọ́kọ́. Nítorí náà, ẹ̀ka kọ̀ọ̀kan ń fara wé awakọ̀ ìpele-ìpele àkọ́kọ́, àyàfi ẹ̀ka tí ó di wáyà náà mú. Ní ọ̀nà yìí, a lè ṣẹ̀dá àwọn ètò tí ó ní ìtẹ́ tí ó ń ṣẹ̀dá àwọn agbára tí ó tóbi ju àwọn agbára àwọn awakọ̀ àkọ́kọ́ lọ ní ìgbà púpọ̀. Nínú ìwádìí yìí, fún ìpele kọ̀ọ̀kan, a gba gígùn wáyà SMA tí ó munadoko gbogbo tí ó jẹ́ 1 m sínú àkíyèsí, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú ìrísí tábùlì ní Àwòrán 7d. Ìṣàn omi tí ó wà nínú wáyà kọ̀ọ̀kan nínú ìṣètò unimodal kọ̀ọ̀kan àti ìfúnpá tí ó ń yọrí sí àti fólẹ́ẹ̀tì tí ó wà nínú ẹ̀ka wáyà SMA kọ̀ọ̀kan jẹ́ bákan náà ní ìpele kọ̀ọ̀kan. Gẹ́gẹ́ bí àpẹẹrẹ àgbékalẹ̀ wa, agbára ìjáde náà ní ìbáṣepọ̀ rere pẹ̀lú ìpele náà, nígbà tí ìyípadà náà ní ìbáṣepọ̀ odi. Ní àkókò kan náà, ìyípadà kan wà láàárín ìyípadà àti agbára iṣan. Gẹ́gẹ́ bí a ti rí i nínú àwòrán 7b, nígbà tí a ṣe àṣeyọrí agbára tí ó pọ̀ jùlọ ní iye àwọn fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ tí ó pọ̀ jùlọ, ìyípadà tí ó pọ̀ jùlọ ni a rí ní ìpele tí ó kéré jùlọ. Nígbà tí a ṣètò ìpele ìṣàkóso sí \(N=5\), a rí agbára iṣan tí ó ga jùlọ ti 2.58 kN pẹ̀lú àwọn ìkọlù méjì tí a ṣàkíyèsí \(\upmu\)m. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, ìwakọ̀ ìpele àkọ́kọ́ ń mú agbára 150 N jáde ní ìkọlù ti 277 \(\upmu\)m. Àwọn actuators onípele púpọ̀ lè fara wé àwọn iṣan ẹ̀dá gidi, níbi tí àwọn iṣan atọwọ́dá tí ó dá lórí àwọn irinṣẹ́ ìrántí ìrísí lè mú àwọn agbára tí ó ga jùlọ jáde pẹ̀lú àwọn ìṣípo tí ó péye àti tí ó dára jù. Àwọn ààlà ti àwòrán kékeré yìí ni pé bí ìpele-ìpele ṣe ń pọ̀ sí i, ìṣípo náà ń dínkù gidigidi àti pé ìṣòro iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ awakọ̀ náà ń pọ̀ sí i.
(a) Ètò actuator linear memory alloy linear actuator tí a fi ìpele méjì (\(N=2\)) ṣe àfihàn nínú ìṣètò bimodal kan. A ṣe àṣeyọrí àwòṣe tí a dábàá nípa yíyípadà wáyà SMA nínú actuator tí a fi ìpele àkọ́kọ́ ṣe pẹ̀lú actuator onípele kan mìíràn tí a fi ìpele kan ṣoṣo ṣe. (c) Ìṣètò tí ó bàjẹ́ ti actuator onípele kejì. (b) A ṣàlàyé ìpínkiri àwọn agbára àti ìyípòpadà tí ó da lórí iye àwọn ìpele. A ti rí i pé agbára gíga ti actuator náà ní ìbáṣepọ̀ rere pẹ̀lú ìpele ìwọ̀n lórí àwòrán náà, nígbà tí ìkọlù náà ní ìbáṣepọ̀ odi pẹ̀lú ìpele ìwọ̀n. Ìṣàn àti foliteji ṣáájú nínú wáyà kọ̀ọ̀kan dúró ní gbogbo ìpele. (d) Táblì náà fi iye àwọn taps àti gígùn wáyà SMA (okùn) ní ìpele kọ̀ọ̀kan hàn. Àwọn ànímọ́ àwọn wáyà náà ni a fi àtọ́ka 1 hàn, àti iye àwọn ẹ̀ka kejì (ọ̀kan tí a so mọ́ ẹsẹ̀ àkọ́kọ́) ni a fi nọ́mbà tí ó tóbi jùlọ nínú àkójọpọ̀ náà hàn. Fún àpẹẹrẹ, ní ìpele 5, \(n_1\) tọ́ka sí iye àwọn wáyà SMA tí ó wà nínú ìṣètò bimodal kọ̀ọ̀kan, àti \(n_5\) tọ́ka sí iye àwọn ẹsẹ̀ ìrànlọ́wọ́ (èyí tí a so mọ́ ẹsẹ̀ àkọ́kọ́).
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùwádìí ló ti dábàá onírúurú ọ̀nà láti fi ṣe àwòṣe ìwà SMA pẹ̀lú ìrántí ìrísí, èyí tí ó sinmi lórí àwọn ohun-ìní thermomechanical tí ó tẹ̀lé àwọn ìyípadà macroscopic nínú ìṣètò kristali tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìyípadà ìpele. Ìṣètò àwọn ọ̀nà constitutive jẹ́ ohun tí ó díjú ní ti ara. Tanaka28 dábàá àpẹẹrẹ phenomenological tí ó wọ́pọ̀ jùlọ, a sì lò ó fún àwọn ohun èlò ìmọ̀-ẹ̀rọ. Àpẹẹrẹ phenomenological tí Tanaka [28] dábàá gbà pé ìpín ìwọ̀n ohùn ti martensite jẹ́ iṣẹ́ exponential ti otutu àti wahala. Lẹ́yìn náà, Liang àti Rogers29 àti Brinson30 dábàá àpẹẹrẹ kan nínú èyí tí a gbà pé ìyípadà ìpele jẹ́ iṣẹ́ cosine ti foliteji àti otutu, pẹ̀lú àwọn àtúnṣe díẹ̀ sí àpẹẹrẹ náà. Becker àti Brinson dábàá àpẹẹrẹ kinetic kan tí ó dá lórí àwòrán phase diagram láti ṣe àwòṣe ìwà àwọn ohun èlò SMA lábẹ́ àwọn ipò ẹrù láìdánimọ̀ àti àwọn ìyípadà apá kan. Banerjee32 lo ọ̀nà Bekker àti Brinson31 phase diagram dynamics láti ṣe àwòṣe ìwọ̀n kan ṣoṣo ti olùdarí òmìnira tí Elahinia àti Ahmadian33 ṣe àgbékalẹ̀. Àwọn ọ̀nà ìṣiṣẹ́ tí a gbé ka orí àwọn àwòrán ìpele, tí ó gbé ìyípadà tí kò ní agbára nínú fólẹ́ẹ̀tì pẹ̀lú iwọ̀n otútù, ṣòro láti lò nínú àwọn ohun èlò ìmọ̀ ẹ̀rọ. Elakhinia àti Ahmadian fa àfiyèsí sí àwọn àbùkù wọ̀nyí ti àwọn àpẹẹrẹ ìṣẹ̀lẹ̀ tí ó wà tẹ́lẹ̀, wọ́n sì dámọ̀ràn àpẹẹrẹ ìṣẹ̀lẹ̀ tí ó gbòòrò láti ṣàyẹ̀wò àti ṣàlàyé ìwà ìrántí ìrísí lábẹ́ àwọn ipò ẹrù tí ó díjú.
Àwòṣe ìṣètò ti wáyà SMA fúnni ní ìdààmú (\(\sigma\)), ìpele (\(\epsilon\)), ìgbóná (T), àti ìpín ìwọ̀n martensite (\(\xi\)) ti wáyà SMA. Tanaka28 ni ó kọ́kọ́ dábàá àwòṣe ìṣètò ìṣẹ̀dá phenomenological náà, lẹ́yìn náà Liang29 àti Brinson30 ló gbà á. Àwòṣe ìṣètò náà ní ìrísí:
níbi tí E jẹ́ modulus SMA Young tí ó gbára lé ìpele tí a rí nípa lílo \(\displaystyle E=\xi E_M + (1-\xi )E_A\) àti \(E_A\) àti \(E_M\) tí ó dúró fún modulus Young jẹ́ àwọn ìpele austenitic àti martensitic, lẹ́sẹẹsẹ, àti pe coefficient ti expansion thermal ni a ṣojú fún nípa \(\theta _T\). Ìdíwọ̀n ìfàsẹ́yìn ìyípadà ìpele ni \(\Omega = -E \epsilon _L\) àti \(\epsilon _L\) ni ìpele tí ó pọ̀ jùlọ tí a lè gbà padà nínú wáyà SMA.
Ìgbékalẹ̀ ìṣiṣẹ́ ìpele náà bá iṣẹ́ cosine tí Liang29 ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ mu, tí Brinson30 sì gbà lẹ́yìn náà dípò iṣẹ́ exponential tí Tanaka28 dámọ̀ràn. Àwòrán ìyípadà ìpele náà jẹ́ ìtẹ̀síwájú ti àwòrán tí Elakhiria àti Ahmadian34 dámọ̀ràn, tí wọ́n sì ṣe àtúnṣe rẹ̀ dá lórí àwọn ipò ìyípadà ìpele tí Liang29 àti Brinson30 fúnni. Àwọn ipò tí a lò fún àwòrán ìyípadà ìpele yìí wúlò lábẹ́ àwọn ẹrù thermomechanical tí ó díjú. Ní àkókò kọ̀ọ̀kan nínú àkókò, a máa ń ṣírò iye ìpín ohùn ti martensite nígbà tí a bá ń ṣe àwòkọ́ṣe ìṣètò constitutive.
Ìṣirò àtúnṣe ìṣàkóṣo, tí a fi hàn nípasẹ̀ ìyípadà martensite sí austenite lábẹ́ àwọn ipò ìgbóná, ni atẹ̀lé yìí:
níbi tí \(\xi\) jẹ́ ìpín ìfúnpọ̀ ti martensite, \(\xi _M\) jẹ́ ìpín ìfúnpọ̀ ti martensite tí a rí kí ó tó di gbígbóná, \(\displaystyle a_A = \pi /(A_f – A_s)\), \( \displaystyle b_A = -a_A/C_A\) àti \(C_A\) – àwọn paramita ìfàsẹ́yìn curve, T – SMA wire temperature, \(A_s\) àti \(A_f\) – ìbẹ̀rẹ̀ àti òpin ìpele austenite, ní ìtẹ̀léra, ìwọ̀n otútù.
Ìṣirò ìṣàkóso ìyípadà tààrà, tí a fi ìyípadà ìpele ti austenite sí martensite ṣe àfihàn lábẹ́ àwọn ipò ìtútù, ni:
níbi tí \(\xi _A\) jẹ́ ìpín ìwọ̀n tí a rí nínú martensite kí ó tó di pé ó tutù, \(\displaystyle a_M = \pi /(M_s – M_f)\), \(\displaystyle b_M = -a_M/C_M\) àti \(C_M \) - àwọn paramita ìfàmọ́ra onígun, T – SMA wire temperature, \(M_s\) àti \(M_f\) - àwọn iwọn otutu martensite àkọ́kọ́ àti ìkẹyìn, ní ìtẹ̀léra.
Lẹ́yìn tí a bá ti ya àwọn ìdọ́gba (3) àti (4) sọ́tọ̀, a ó mú àwọn ìdọ́gba ìyípadà oníyípadà àti onítaara rọrùn sí irú àtẹ̀lé yìí:
Nígbà ìyípadà síwájú àti ẹ̀yìn \(\eta _{\sigma}\) àti \(\eta _{T}\) máa ń gba àwọn iye tó yàtọ̀ síra. Àwọn ìṣètò ìpìlẹ̀ tí ó ní í ṣe pẹ̀lú \(\eta _{\sigma}\) àti \(\eta _{T}\) ni a ti mú jáde tí a sì ti jíròrò ní kíkún ní apá afikún kan.
Agbára ooru tí a nílò láti gbé iwọn otutu wáyà SMA sókè wá láti inú ipa ìgbóná Joule. Agbára ooru tí wáyà SMA gbà tàbí tí ó tú jáde ni a fi ooru ìyípadà tí ó fara sin ṣojú fún. Pípàdánù ooru nínú wáyà SMA jẹ́ nítorí ìkọlù tí a fipá mú, àti nítorí ipa tí ìtànṣán kò ṣe pàtàkì, ìṣirò ìwọ̀n agbára ooru ni a tẹ̀lé:
Níbi tí \(m_{wire}\) jẹ́ àpapọ̀ ìwọ̀n wáyà SMA, \(c_{p}\) jẹ́ agbára ooru pàtó ti SMA, \(V_{in}\) jẹ́ fóltéèjì tí a lò sí wáyà náà, \(R_{ohm} \ ) – resistance tí ó sinmi lórí ìpele-ìdádúró SMA, tí a túmọ̀ sí; \(R_{ohm} = (l/A_{cross})[\xi r_M + (1-\xi )r_A]\ ) níbi tí \(r_M\ ) àti \(r_A\) jẹ́ resistance ìpele SMA ní martensite àti austenite, lẹ́sẹẹsẹ, \(A_{c}\) jẹ́ agbègbè ojú ti wáyà SMA, \(\Delta H \) jẹ́ alloy ìrántí ìrísí. Ooru ìfarahàn wáyà náà, T àti \(T_{\infty}\) jẹ́ ìwọ̀n otútù wáyà SMA àti àyíká, lẹ́sẹẹsẹ.
Nígbà tí a bá mú wáyà àwọ̀ ìrísí ìrántí, wáyà náà a máa dìpọ̀, yóò sì ṣẹ̀dá agbára kan ní ẹ̀ka kọ̀ọ̀kan ti àwòrán bimodal tí a ń pè ní okun okun. Àwọn agbára àwọn okùn nínú okùn kọ̀ọ̀kan ti wáyà SMA papọ̀ ń ṣẹ̀dá agbára iṣan láti ṣiṣẹ́, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 9e. Nítorí wíwà orísun onítẹ̀sí, agbára iṣan gbogbo ti aṣiṣẹ́ multilayer Nth ni:
Ní fífi \(N = 1\) rọ́pò ìṣirò (7), agbára iṣan ti àpẹẹrẹ ìwakọ̀ bimodal ìpele àkọ́kọ́ ni a lè rí gẹ́gẹ́ bí a ṣe tẹ̀lé:
níbi tí n jẹ́ iye àwọn ẹsẹ̀ unimodal, \(F_m\) jẹ́ agbára iṣan tí ìwakọ̀ ń mú jáde, \(F_f\) jẹ́ agbára okùn nínú wáyà SMA, \(K_x\) ni agbára ìbísí. spring, \(\alpha\) ni igun onígun mẹ́ta, \(x_0\) ni ìyípadà àkọ́kọ́ ti spring bias láti di okùn SMA mú ní ipò tí a ti ní ìtẹ̀síwájú, àti \(\Delta x\) ni ìrìn àjò actuator.
Àpapọ̀ ìyípò tàbí ìṣípò awakọ (\(\Delta x\)) da lórí fólítì (\(\sigma\)) àti ìdàrú (\(\epsilon\)) lórí wáyà SMA ti ìpele Nth, a ṣètò awakọ náà sí (wo Àwòrán. apá afikún ti àbájáde náà):
Àwọn ìṣirò kinematic fúnni ní ìbáṣepọ̀ láàrín ìyípadà awakọ̀ (\(\epsilon\)) àti ìyípadà tàbí ìyípadà (\(\Delta x\)). Ìyípadà wáyà Arb gẹ́gẹ́ bí iṣẹ́ ti gígùn wáyà Arb àkọ́kọ́ (\(l_0\)) àti gígùn wáyà (l) nígbàkigbà t nínú ẹ̀ka unimodal kan jẹ́ báyìí:
níbi tí a ti rí \(l = \sqrt{l_0^2 +(\Delta x_1)^2 – 2 l_0 (\Delta x_1) \cos \alpha _1}\) nípa lílo fọ́múlá cosine nínú \(\Delta\)ABB ', gẹ́gẹ́ bí a ti fihàn ní Àwòrán 8. Fún ìwakọ̀ ìpele àkọ́kọ́ (\(N = 1\)), \(\Delta x_1\) jẹ́ \(\Delta x\), àti \(\alpha _1\) jẹ́ \(\alpha \) gẹ́gẹ́ bí a ti fihàn ní Àwòrán 8, nípa yíyàtọ̀ àkókò kúrò nínú Ìbáramu (11) àti yíyípadà iye l, a lè kọ ìwọ̀n ìdàrúdàpọ̀ náà gẹ́gẹ́ bí:
níbi tí \(l_0\) jẹ́ gígùn àkọ́kọ́ ti wáyà SMA, l jẹ́ gígùn wáyà nígbàkigbà t nínú ẹ̀ka kan tí ó jẹ́ unimodal, \(\epsilon\) jẹ́ ìyípadà tí a ṣe nínú wáyà SMA, àti \(\alpha \) jẹ́ igun ti onígun mẹ́ta, \(\Delta x\) ni ìyípadà awakọ̀ (gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 8).
Gbogbo awọn ẹya n-peak kanṣoṣo (\(n=6\) ninu aworan yii) ni a so pọ ni lẹsẹsẹ pẹlu \(V_{in}\) gẹgẹbi folti titẹ sii. Ipele I: Aworan apẹrẹ ti waya SMA ninu iṣeto bimodal labẹ awọn ipo folti odo Ipele II: Eto iṣakoso kan ni a fihan nibiti a ti fun okun waya SMA pọ nitori iyipada idakeji, gẹgẹbi ila pupa ṣe fihan.
Gẹ́gẹ́ bí ẹ̀rí èrò náà, a ṣe àgbékalẹ̀ ìwakọ̀ bimodal kan tí ó dá lórí SMA láti dán ìyọrísí àwọn ìṣètò ìsàlẹ̀ wò pẹ̀lú àwọn àbájáde ìwádìí. Àwòrán CAD ti ìwakọ̀ bimodal linear actuator ni a fihàn ní Àwòrán 9a. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, nínú Àwòrán 9c fi àwòrán tuntun kan hàn tí a dábàá fún ìsopọ̀ prismatic tí ń yípo nípa lílo actuator tí ó dá lórí SMA-plane méjì pẹ̀lú ìṣètò bimodal kan. A ṣe àwọn èròjà ìwakọ̀ náà nípa lílo ìṣelọ́pọ́ afikún lórí ẹ̀rọ ìtẹ̀wé 3D Ultimaker 3 Extended. Ohun èlò tí a lò fún ìtẹ̀wé 3D ti àwọn èròjà ni polycarbonate tí ó yẹ fún àwọn ohun èlò tí ó lè kojú ooru nítorí pé ó lágbára, ó le, ó sì ní ìwọ̀n otútù gíga tí ó ga nínú gilasi (110-113 \(^{\circ }\) C). Ní àfikún, a lo wáyà alloy memory shape Flexinol nínú àwọn ìwádìí náà, a sì lo àwọn ohun-ìní ohun èlò tí ó bá wáyà Flexinol mu nínú àwọn ìṣàfihàn náà. A to ọpọlọpọ awọn okun SMA jọ bi awọn okun ti o wa ninu eto bimodal ti awọn iṣan lati gba awọn agbara giga ti awọn oluṣiṣẹ multilayer ṣe, gẹgẹ bi a ti fihan ninu Fig. 9b, d.
Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 9a, igun acute tí a ṣe nípasẹ̀ wáyà SMA apá tí a gbé kiri ni a ń pè ní igun (\(\alpha\)). Pẹ̀lú àwọn ìdènà ìtẹ̀sí tí a so mọ́ àwọn ìdènà òsì àti ọ̀tún, wáyà SMA ni a di mú ní igun bimodal tí a fẹ́. Ẹ̀rọ ìtẹ̀sí bias tí a gbé ka orí ìsopọ̀ ìrúwé ni a ṣe láti ṣàtúnṣe àwọn ẹgbẹ́ ìtẹ̀sí bias spring onírúurú gẹ́gẹ́ bí nọ́mbà (n) ti àwọn okùn SMA. Ní àfikún, a ṣe àgbékalẹ̀ ibi tí àwọn ẹ̀yà ìgbésẹ̀ wà kí wáyà SMA lè fara hàn sí àyíká òde fún ìtútù convection tí a fipá mú. Àwọn àwo òkè àti ìsàlẹ̀ ti àkójọpọ̀ tí a lè yọ kúrò ń ran wáyà SMA lọ́wọ́ láti jẹ́ kí wáyà SMA tutù pẹ̀lú àwọn gígé tí a yọ jáde tí a ṣe láti dín ìwọ̀n kù. Ní àfikún, àwọn òpin méjèèjì ti wáyà CMA ni a so mọ́ àwọn ìtẹ̀sí òsì àti ọ̀tún, lẹ́sẹẹsẹ, nípasẹ̀ ìdènà. A so ìdènà mọ́ ìpẹ̀kun kan ti àkójọpọ̀ tí a gbé kiri láti pa àlàfo láàrín àwọn àwo òkè àti ìsàlẹ̀ mọ́. A tún lo ìdènà láti lo agbára ìdènà sí sensọ̀ náà nípasẹ̀ ìfọwọ́kan láti wọn agbára ìdènà nígbà tí a bá ń ṣiṣẹ́ wáyà SMA.
A so SMA pọ̀ mọ́ ara iṣan bimodal ní ìtẹ̀léra, a sì ń lo folti ìtẹ̀síwájú. Nígbà tí a bá lo folti, tí a sì ń gbóná wáyà SMA ju ìwọ̀n otútù àkọ́kọ́ ti austenite lọ, gígùn wáyà náà nínú okùn kọ̀ọ̀kan ni a óò dínkù. Ìfàsẹ́yìn yìí ń mú kí apá kékeré tí a lè gbé kiri ṣiṣẹ́. Nígbà tí a bá dín folti náà kù ní ìyípo kan náà, a óò tu wáyà SMA tí a lè gbóná sí i lábẹ́ ìwọ̀n otútù ojú martensite, nípa bẹ́ẹ̀ a óò padà sí ipò àkọ́kọ́ rẹ̀. Lábẹ́ àwọn ipò àárẹ̀ òdo, a óò kọ́kọ́ na wáyà SMA nípasẹ̀ ìsun omi láti dé ipò martensitic tí a ti yọ kúrò. Skúrẹ́ náà, tí wáyà SMA náà ń gbà kọjá, ń gbéra nítorí ìfúnpọ̀ tí a dá nípa lílo folti ìtẹ̀síwájú sí wáyà SMA (SPA dé ìpele austenite), èyí tí ó ń yọrí sí ìṣiṣẹ́ lefa tí a lè gbé kiri. Nígbà tí wáyà SMA bá fà sẹ́yìn, ìsun omi onípele náà ń ṣẹ̀dá agbára tí ó lòdì sí i nípa títún ìsun omi náà ṣe. Nígbà tí wàhálà tó wà nínú folti ìfàsẹ́yìn bá di òdo, wáyà SMA náà yóò gùn sí i, yóò sì yí ìrísí rẹ̀ padà nítorí ìtútù convection tí a fipá mú, yóò sì dé ìpele martensitic méjì.
Ètò actuator onílànà SMA tí a dámọ̀ràn ní ìṣètò bimodal nínú èyí tí àwọn wáyà SMA ti wà ní igun. (a) ṣàfihàn àpẹẹrẹ CAD ti àpẹẹrẹ náà, èyí tí ó mẹ́nuba díẹ̀ lára àwọn èròjà àti ìtumọ̀ wọn fún àpẹẹrẹ náà, (b, d) ṣàfihàn àpẹẹrẹ adánidá tí a ṣe àgbékalẹ̀35. Nígbà tí (b) fi àwòrán òkè ti àpẹẹrẹ náà hàn pẹ̀lú àwọn ìsopọ̀ iná mànàmáná àti àwọn ìsun omi onípele àti àwọn ìwọ̀n ìṣàn tí a lò, (d) fi àwòrán ojú ìwòye ti ètò náà hàn. (e) Àwòrán ètò actuation onílà pẹ̀lú àwọn wáyà SMA tí a gbé ní bimodally nígbàkigbà t, tí ó ń fi ìtọ́sọ́nà àti ipa ọ̀nà okun àti agbára iṣan hàn. (c) A ti dámọ̀ràn ìsopọ̀ prism onípele 2-DOF fún gbígbé actuator onípele méjì SMA jáde. Gẹ́gẹ́ bí a ti fihàn, ìjápọ̀ náà ń gbé ìṣípo onílà láti ìsàlẹ̀ sí apá òkè, tí ó ń ṣẹ̀dá ìsopọ̀ yíyípo. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, ìṣípo àwọn prism méjì náà jọ ìṣípo ti awakọ̀ ìpele àkọ́kọ́ multilayer.
A ṣe ìwádìí àyẹ̀wò lórí àpẹẹrẹ tí a fihàn ní Àwòrán 9b láti ṣe àyẹ̀wò iṣẹ́ awakọ̀ bimodal kan tí a gbé kalẹ̀ lórí SMA. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 10a, ètò àyẹ̀wò náà ní ìpèsè agbára DC tí a lè ṣètò láti pèsè folti ìtẹ̀síwájú sí àwọn wáyà SMA. Gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 10b, a lo ìwọ̀n ìpele piezoelectric (PACEline CFT/5kN) láti wọn agbára ìdènà nípa lílo ohun èlò ìpamọ́ data Graphtec GL-2000. Olùgbàlejò náà gba ìwádìí náà sílẹ̀ fún ìwádìí síwájú sí i. Àwọn ìwọ̀n ìpele ìpele àti àwọn amplifiers charge nílò ìpèsè agbára tí ó dúró ṣinṣin láti ṣe àmì folti. Àwọn àmì tí ó báramu ni a yípadà sí àwọn ìjade agbára gẹ́gẹ́ bí ìmọ̀lára sensọ agbara piezoelectric àti àwọn paramita mìíràn gẹ́gẹ́ bí a ṣe ṣàlàyé rẹ̀ nínú Táblì 2. Nígbà tí a bá lo ìpele folti, ìwọ̀n otútù waya SMA pọ̀ sí i, èyí tí ó ń mú kí wáyà SMA rọ̀, èyí tí ó ń mú kí actuator náà ṣe agbára. Àwọn àbájáde àyẹ̀wò ti ìjade agbára iṣan nípasẹ̀ ìpele folti ìtẹ̀síwájú ti 7 V ni a fihàn ní Àwòrán 2a.
(a) A gbé ètò actuator onílànà SMA kalẹ̀ nínú ìwádìí náà láti wọn agbára tí actuator náà ń mú jáde. Sẹ́ẹ̀lì ẹrù náà ń wọn agbára ìdènà náà, ó sì ń ṣiṣẹ́ nípasẹ̀ agbára 24 V DC. A lo ìfàsẹ́yìn folti 7 V ní gbogbo gígùn okùn náà nípa lílo agbára GW Instek tí a lè ṣètò fún DC. Okùn SMA náà ń dínkù nítorí ooru, apá tí ó ń gbé kiri sì ń kan sẹ́ẹ̀lì ẹrù náà, ó sì ń lo agbára ìdènà. Sẹ́ẹ̀lì ẹrù náà so mọ́ akọ̀wé ìpamọ́ data GL-2000, a sì tọ́jú data náà sí host fún ìṣiṣẹ́ síwájú sí i. (b) Àwòrán tí ó ń fi ẹ̀wọ̀n àwọn èròjà ti ètò ìdánwò hàn fún wíwọ̀n agbára iṣan.
Agbára ooru ni ó ń mú kí àwọn irinṣẹ́ ìrántí apẹrẹ máa ń yọrí sí, nítorí náà, ìwọ̀n otútù di pàtàkì fún kíkẹ́kọ̀ọ́ ìṣẹ̀lẹ̀ ìrántí apẹrẹ. Ní ti àdánwò, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 11a, a ṣe àwòrán ooru àti ìwọ̀n otútù lórí actuator divalerate tí a fi SMA ṣe àgbékalẹ̀. Fóltéèjì ìtẹ̀síwájú DC tí a lè ṣètò sí àwọn wáyà SMA nínú ètò ìdánwò náà, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 11b. A wọn ìyípadà otútù ti wáyà SMA ní àkókò gidi nípa lílo kámẹ́rà LWIR gíga (FLIR A655sc). Olùgbàlejò náà ń lo sọ́fítíwọ́ọ̀tì ResearchIR láti ṣe àkọsílẹ̀ dátà fún ìṣiṣẹ́ síwájú sí i lẹ́yìn ìṣiṣẹ́. Nígbà tí a bá lo ìlù foltéèjì, ìwọ̀n otútù ti wáyà SMA pọ̀ sí i, èyí sì ń mú kí wáyà SMA dínkù. Ní Àwòrán 2b fi àwọn àbájáde ìdánwò ti ìwọ̀n otútù wáyà SMA hàn ní ìfiwéra pẹ̀lú àkókò fún ìlù foltéèjì ìtẹ̀síwájú 7V.
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹsàn-28-2022
