形状记忆合金智能结构的研究进展

形状记忆合金(SMA)以其形状记忆效应、伪弹性和高阻尼系数在工业界和医学领域得到了广泛的应用.本文分析了SMA材料的特性,综述了SMA器件及其在智能结构领域中的应用概况,分析了SMA驱动器存在的问题.     

形状记忆合金增强弹性梁主动振动控制中的驱动器布局研究

以往对形状记忆合金结构振动控制的研究通常限于均匀对称外铺层SMA驱动器的情况，而对其他驱动器布局方式研究较少。本文通过理论分析和实验测试对SMA驱动器在复合材料主动控制中的布局进行研究，除了对振动抑制进行研究外，还对利用SMA驱动器对结构进行激励进行了探讨，最后指出了SMA驱动器在应用上存在的问题和相应的改进方法。     

SMA柔性扭转驱动器的结构设计与优化研究

设计了一种基于柔性结构的SMA扭转驱动器,通过加热SMA丝收缩带动柔性结构变形从而实现驱动器的扭转输出。柔性结构在SMA丝拉力作用下的变形情况对驱动器的转角输出有很大的影响,为获得最大的输出转角,需对柔性结构的形状和SMA丝的作用点位置进行优化设计。采用三次B样条曲线描述柔性结构的形状,通过有限元法分析柔性结构的变形,并应用遗传算法进行柔性结构的形状优化和SMA丝作用点位置优化。实际算例表明,利用优化方法可快速有效地获得使SMA柔性扭转驱动器输出转角最大的柔性结构形状与SMA丝作用点位置。     

SMA微夹钳的研究

SMA(形状记忆合金)是本世纪六十年代出现的一种功能材料,具有广阔的应用前景。目前,SMA主要用作工程材料,如管接头、工程弹簧等。本文试图利用SMA的形状记忆特性,制作微小的功能夹持器,用于微机械零部件的装配中;并从马氏体热弹性变形出发,对这种SMA微夹钳的设计原理、动力学特性、变位量的可控性及其与温度的关系进行了深入的研究。在文章最后,讨论了SMA微夹钳工作过程中的能量转化关系。     

Ti-Ni记忆合金驱动的感温自动控制器设计

介绍了一种采用形状记忆合金(SMA)作为驱动元件的温敏装置的设计方法。与传统装置相比,该装置具有结构简单、使用寿命长、无电耗、稳定性好的优点;文中对温敏装置的结构,SMA的相变温度、应力-应变曲线测定,以及对SMA弹簧和偏置弹簧的设计进行了研究和分析,指出了设计中应注意的问题。     

风量风压监测技术的研究与应用

本文介绍了对一种矿井风硐风量风压智能监测仪的结构、工作原理的研究及其在矿井通风安全中的应用.本文对一种矿井风硐风量风压智能监测仪的结构、工作原理进行了研究,并对其在矿井通风安全中的应用进行了介绍.     

基于形状记忆合金的结构刚度控制研究

以超声速飞行器结构气动热软化现象为背景,提出了基于形状记忆合金(shape memory alloys,简称SMA)的结构刚度控制方法。设计了实验模型和全铝对照模型,对模型进行频响测试,研究模型刚度控制效果。利用温控箱调节模型的整体温度,研究模型的一阶固有频率与温度的关系。提出了将SMA条带作为加强筋的舵面结构,研究了结构刚度随环境温度升高的变化趋势。考虑到在环境温度作用下SMA不一定能完全相变,搭建了结构刚度主动控制系统。结果表明:结构刚度随着环境温度的增加先是逐渐减小,而后慢慢变大慢慢减小,其在SMA奥氏体相变结束温度处的刚度最大;结构控制后的一阶固有频率与控制前相比增幅可达10%;利用大电容的瞬时放电驱动SMA,使其完全相变,响应时间可达15ms。     

形状记忆合金丝的性能测试与控制系统研究

描述了SMA的一些典型特性及采用的SMA本构模型；对SMA测试方案、SMA测试平台的机械与控制系统进行了详细的分析；最后给出了SMA数据采集与控制系统的总体方案。与传统SMA测试仪相比，该平台具有成本低，结构简单，精度高，可控制等优点。该测试与控制平台为更好地监测和控制SMA的驱动行为、设计SMA驱动元件提供重要参考依据。     

智能结构研究的进展与应用

综合评述了智能结构研究的进展与应用，主要内容包括：智能结构研究二十年的发展；智能结构传感器，致动，主动控制与智能材料集成四大关键技术；以及智能结构在航天，航空工程中的应用。     

光纤机敏结构振动形态感知及其SMA致动控制

以模拟太空帆板结构为试验模型,针对振动状态监测与主动控制技术需求,着重进行柔性光纤机敏结构振动形态感知及其形状记忆合金(SMA)致动控制研究。技术方法上基于分布植入式FBG传感网络的信息感知特性与结构形态曲面拟合算法,实现结构分布多点曲率检测与形态重构,并为基于SMA致动的结构振动主动控制提供判决依据;基于结构表面分布配置的SMA驱动网络,采用分组交替驱动方式实现结构低阶模态大幅振动主动控制;设计试验模型结构与构建完整试验测控平台,并综合阐述了试验方案与试验过程。试验结果验证了结构振动形态感知的有效性,以及结构振动SMA致动控制的可行性和高效性,为航天柔性结构低阶模态振动主动监控提供了较好的技术探索思路。