形状记忆合金在航空工业中的应用研究进展

形状记忆合金具有高能量密度，作为驱动器使用不会引起重量的显著增加和空间的过度占用，因而在航空航天器的一些结构中具有良好的应用前景。本文对航空工业中使用形状记忆合金作为驱动器，应用于飞机机翼结构、进气道结构和发动机的相关研究进行了总结，并提出形状记忆合金在航空工业中应用的未来研究方向。     

形状记忆合金丝状驱动器在复合梁外形精密控制上的应用

形状记忆合金的独特性能，使其具有诸多潜在的应用价值。用形状记忆合金制作的驱动器，已在众多方面应用，如空间天线反射面的控制、旋翼飞行器的仪表装置以及固定翼飞机的除冰系统等。与压电效应驱动器相比，形状记忆合金驱动器具有明显优点，如能产生变形，而且可以方便地做成各种形状，其中，应用最广泛的是形状记忆合金丝材。形状记忆合金丝可以精确地埋置到某结构的表面内，如直升机的叶片等，然后按所希望的形式改变结构的形状。 在结构中埋植形状记忆合金丝状驱动器，通常用于柔性结构的主动控制。一般采用直接式和间接式两种埋置形…     

21世纪的新型功能材料-形状记忆合金

二十一世纪将是材料一电子一体化的世纪。作为新型功能材料家庭中的重要成员，形状记忆合金在工程机械和日常生活中得到了广泛的应用。由形状记忆合金构成的结构简单、控制灵活、功率密度大的各类记忆合金驱动器，在轻型机器人及小型化系统中具有独特的技术优势。本文详细阐明了形状记忆合金的晶体学、热力学特性，概述了该材料的几种典型应用实例。在此基础上，综述了这一功能材料的应用优势。     

我国航空用变形钛合金材料

钛合金材料作为一种20世纪中叶出现并发展起来的新兴结构材料,因其具有优异的耐腐蚀性、高的比强度以及无磁性等一系列独特的优点,在航空航天等高端工业部门获得了广泛应用,目前飞机机体结构中的隔框、大梁、起落架以及航空发动机压气机匣、轮盘、叶片等承力部件大量使用钛合金材料制造。在上世纪60年代,美国、英国、前苏联等工业发达国家就已经在弋机及航空发动机制造中大量使用钛合金材料。我国钛合金材料在航空工业中的应用起步较晚,上世纪80年代开始才陆续在飞机及航空发动机制造中少量使用钛合金材料,但是进入21世纪之后,我国航空工业钛合金材料的应用水平大幅度提升。对我国目前已经进入工业化生产并在航空工业中获得工程化应用的变形钛合金材料进行了系统阐述。     

形状记忆合金及其在航空工业上的应用(一)

形状记忆合金具有形状记忆效应和超弹性两大特性,利用该特性可以使其很好地应用在航空工业领域:制成扭矩管,实现副翼的启动；制成弹簧,用于控制机翼皮辩的上翘下弯；嵌入旋翼机翼片中,能改善直升机主控制系统大、重、复杂等问题；应用在发动机锯齿喷口上,能降低噪音减少功率损失.     

基于磁控形状记忆合金的伺服阀驱动器

磁控形状记忆合金(MSMA)是一种新型的具有形状记忆功能的功能材料。用这种材料制成的驱动器具有响应频响高、驱动力大、可控位移大等特点,特别适合于制造高精度大位移运动与位置控制驱动器。根据MSMA以上优点,研究基于MSMA的先导式伺服阀驱动器,设计出一种新型的驱动器结构:用弹簧恢复MSMA形变,直流绕组产生偏磁磁场,励磁绕组提供可控磁场。通过已有数据分析了材料静态特性,用MATLAB软件进行数据分析并且仿真,得到材料的驱动力及位移与时间的关系,验证了结构设计的合理性。     

一种新型伺服阀驱动器的设计与仿真

MSMA是一种新型的功能材料,具有较大的应变和可控性位移。基于磁控形状记忆合金(MSMA)的磁控特性和形状变化机制,设计出了新型直线伺服阀驱动器。该执行机构使用弹簧恢复其变形,采用直流线圈产生偏置磁场和应用交流线圈提供可控磁场。通过对先导型伺服阀进行简化及建模,不考虑磁滞等影响,使用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真,并通过合理的参数设计,得到系统bode图和系统输出位移曲线图,验证了新型伺服阀驱动器结构设计的合理性。     

NiTi形状记忆合金激光增材制造研究进展

NiTi形状记忆合金卓越的功能特性,生物相容性,高阻尼及低刚度,耐腐蚀等性能,深受广泛关注。NiTi形状记忆合金制备、加工困难,成为阻碍NiTi形状记忆合金应用的关键。近20年发展起来的增材制造技术,能直接成形制造复杂的NiTi形状记忆合金结构,在航空航天、医疗设备等领域具有巨大应用价值和发展前景。本文结合国内外NiTi形状记忆合金激光增材制造研究中面临的主要问题和解决方法作综合评述。具体包括NiTi形状记忆合金传统制造和激光增材制造对比;激光能量输入和热处理工艺对激光增材制造NiTi形状记忆合金微观组织、机械力学性能和功能特性的影响;及展望未来激光增材制造NiTi形状记忆合金研究方向。     

基于ABAQUS的航空发动机变形齿仿真分析

针对航空发动机变形齿在行运过程中容易产生螺栓松弛和螺栓脱落的问题,采用形状记忆合金复合层压板作为驱动器对其进行结构优化,结合ABAQUS软件进行仿真分析。得到变温作用下形状记忆合金复合层压板的本构关系,通过编制相应的ABAQUS子程序,对变温作用下航空发动机变形齿进行有限元仿真,获得相应的热应力、模态分析、应力分布、应变分布和尖端弯曲挠度值以及变形齿的固有频率等力学行为。数值模拟结果表明,有限元模型与螺栓连接的已有研究以及波音公司的风洞试验结果都非常接近,验证了研究的正确性。研究解决了螺栓松弛等现象,可为航空发动机变形齿的进一步优化设计提供理论指导。     

含形状记忆合金的智能材料结构的应用

在介绍形状记忆合金几种重要特性的基础上,讨论了含形状记忆合金的智能材料结构的应用,并就该研究领域的发展方向提出了几点建议.