磁控形状记忆合金伸缩作动器设计及参数分析

该文基于磁控形状记忆合金（MSMA）材料自主设计了一种磁控形状记忆合金伸缩作动器,并阐述其原理。通过建立有限元模型,并对MSMA相对空气导磁率、导磁片的相对导磁率及电流等参数进行了分析。研究表明：当MSMA相对空气导磁率为30、电流大小为3 A时,MSMA棒中心线磁场的均匀性较好;而导磁片的相对导磁率对其均匀性影响较小。设计出了一种新型磁控形状记忆合金伸缩作动器,达到了从理论上充分掌握MSMA棒轴向磁场强度及均匀性,并间接地保证了磁控形状记忆合金伸缩作动器具有较优的控制力。     

MSMA直线驱动器的数学模型及控制系统

针对新型功能材料磁控形状记忆合金(Magnetically Controlled Shape Memory Alloy简称MSMA)在磁场作用下变形量大、动态响应频率高、功率密度大和机电能量转换效率高的特点,提出了一种基于MSMA材料的新型直线驱动器及其控制系统的设计方案,在分析了其工作原理的基础上,建立了系统的动力学模型,并进行了分析计算;给出了MSMA驱动器的样机和实验结果,实验结果表明:模型的正确性和实用性,为MSMA材料在智能系统中的应用提供了理论和实验基础。     

LTC3108在MSMA振动能量采集器中的应用

为将磁控形状记忆合金振动能量采集器收集到的微弱交流电,转化为可以向无线传感器网络系统供电的稳定直流电,采用LTC3108芯片,设计磁控形状记忆合金振动能量采集器电源管理电路.研究结果表明:该系统在输入幅值和频率波动的情况下,能够输出稳定的直流电压,可以对无线传感器网络系统提供持续稳定的电压,满足对振动能量的存储能力及存储效率的要求.     

形状记忆合金及机敏复合材料

叙述了形状记忆合金的形状记忆效应机制,并且针对形状记忆合金与其他功能材料复合而成的机敏复合材料,结合作者的研究工作各种复合材料的性能和应用进行了研究讨论。     

形状记忆合金及机敏复合材料(英)

叙述了形状记忆合金的形状记忆效应机制,并且针对形状记忆合金与其他功能材料复合而成的机敏复合材料,结合作者的研究工作对各种复合材料的性能和应用进行了研究讨论．     

两轴向磁场时磁控形状记忆合金的本构模型

采用热力学方法推导了磁控形状记忆合金在两轴向磁场作用下的力学本构模型,考虑了马氏体变体再取向的驱动力和阻力的平衡状态,建立了马氏体变体再取向的动力学方程。该模型用于分析NiMnGa单晶试样在双向磁场作用下的非线性力学行为和滞后效应,结果表明模型的预测数据和实验结果吻合性较好,从而说明模型是可行的。     

形状记忆高熵合金的研究进展与展望

高熵形状记忆合金是将高熵概念引入记忆材料领域而发展起来的新型形状记忆合金,此举打破了传统形状记忆合金成分设计的界限,利用高构型熵概念对形状记忆合金的性能进行优化,具有广阔的研究前景.本文简述了高熵形状记忆合金的研究现状,从成分和性能两方面对高熵形状记忆合金进行分类,同时总结了高熵形状记忆合金的制备方法,简要讨论高熵形状...     

新型功能材料驱动的高性能电液伺服阀

与传统伺服阀相比,以新型功能材料为电-机械转换器的电液伺服阀,具有高频响、高精度和易于微型化等优点。介绍了几种基于新型功能材料(超磁致伸缩材料GMM、电致伸缩材料PMN和形状记忆合金SMA等)的电液伺服阀的结构组成和工作原理,并对它们的各自特点进行了对比分析。最后对新型功能材料,特别是超磁致伸缩材料GMM,在高性能电液伺服阀的应用现状进行了展望。     

智能材料在结构振动控制中的应用研究

半主动振动控制系统能较好地克服被动控制和主动控制的缺点,利用智能材料作为结构振动控制的驱动器是土木工程结构振动控制研究的热点问题.应用智能材料对结构振动进行半主动控制可以有效地减少控制过程中所需的外部能量,通过有效地布置半主动控制的驱动元件和合理地确定振动控制算法,能更好地实现对结构振动的有效控制,从而减少地震、强风等自然灾害对建筑物的损害.同时,半主动控制技术的研究也能更好地促使新型智能材料得到广泛的应用.从智能材料的主要物理力学性能、恢复力、外界影响因素等出发,分别综述了电/磁流变流体、磁致伸缩材料、压电材料、形状记忆合金材料、磁控形状记忆材料的应用研究进展,分析了目前存在的主要问题.     

形状记忆合金的研究现状及应用特点

简述了形状记忆合金的发展概况,介绍了形状记忆效应及其特性.综述了形状记忆合金材料的研究现状、发展趋势及应用特点.     

Cu-Zn-Al合金形状记忆效应的机理分析

在相变过程中产生的热弹性马氏体所具有的晶体学可逆性和其形成过程中的自协作效应与取向效应是形状记忆合金产生形状记忆的根本原因，据此对Cu—Zn—A1形状记忆合金观测结果给出了解释．中还阐明了发生热弹性马氏体相变的驱动力来自母相与新相间的自由能差，热弹性马氏体的形状、大小可由相变时的过冷度控制．     

TiNi形状记忆合金断裂机理的原位拉伸研究

用SEM原位拉伸实验对TiNi形状记忆合金试样的断裂过程进行了研究和分析．结果表明,TiNi形状记忆合金的断裂与钢的脆性解理断裂不同．TiNi形状记忆合金的断裂受解理机制和孔洞在第二相颗粒处的形核、长大、连接机制控制．这两种材料失效机制共同作用,其中哪一种占统治地位取决于诸多因素．应力诱发马氏体相变对TiNi形状记忆合金的断裂具有重要的影响．     

双相CuZnAl合金的超弹性行为

稳定地控制铜基形状记忆合金的相变温度是该合金得以推广应用的关键．由于铜基形状记忆合金的相变温度对成分特别敏感，相变温度难控制．通过两相区淬火可以较大幅度地调整相变温度，通过不同温度下的拉伸试验考察了两相区淬火试样的超弹性及影响因素。     

形状记忆合金驱动的软体仿生手掌

与刚性部件控制的机械手臂或者手指相比,以记忆合金丝作为驱动器的驱动部件,避免了结构复杂的刚性部件以及复杂的运动反馈控制系统,其输出力—重量比高,驱动方式简便,引起各界的关注。本文以形状记忆合金为基础,设计试验了一种形状记忆合金丝驱动的软体仿生手掌。阐述了驱动记忆合金的原理、手掌的制作原理,建立了软体仿生手掌的运动学模型,采用matlab进行了运动学仿真验证分析,通过物理试验证明记忆合金驱动的软体仿生手掌可以达到手指弯曲及实际物体抓取的效果。     

热电控制记忆合金驱动元件的实验与数值研究

为了适应微小卫星百叶窗热控系统的工作要求,提出了用于微热控百叶窗的半导体热电控制形状记忆合金新型驱动元件的构想。用实验和数值软件A nsys对驱动元件温度、变形等特性进行了研究,模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明,与直接电加热的控制方式相比,该新型驱动元件的变形量是其2.4倍,动作频率则是其6倍。给定的驱动元件工作性能取决于形状记忆合金的相变温度和输入电流之间的匹配。     

考虑温度记忆效应的形状记忆合金本构模型

近年来在形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）中发现的由于不完全马氏体逆相变引起的温度记忆效应,在智能材料与结构等领域具有潜在的应用价值,建立克服现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应这一局限性的SMA本构模型具有理论和工程实际意义．本文在前期研究的基础上,基于作者提出的形状记忆因子的概念,综合运用热力学、连续介质力学和马氏体相变学的相关理论,建立了描述SMA的形状记忆因子、应力、温度间关系的形状记忆方程和描述SMA的应变、应力、温度间关系的力学本构方程．由形状记忆方程和力学本构方程构成的SMA本构模型,克服了现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应的局限性．数值结果表明,该SMA本构模型能有效描述经历不完全马氏体逆相变的SMA的热力学行为,可为SMA温度记忆效应的应用研究提供理论基础．     

超细片层NbTi/TiNi记忆合金复合材料的制备与功能特性

基于NbTi-TiNi共晶型相变,经成分分析,通过电弧熔炼制备几种具有NbTi和TiNi记忆合金铸态双相组织的NbTiNi合金。这种合金是一种原位自生的NbTi/TiNi记忆合金复合材料,具有复合比可控(通过调整Ni或Nb含量)、可逆马氏体相变温度可调(通过调整Ti/Ni比例)的特点。通过对其辅以常规的锻造、拔丝等大变形工艺加工,使NbTi和TiNi组元细化至微米级别,进一步得到复合组元比表面大、分布均匀、界面强度高的超细片层NbTi/TiNi记忆合金复合丝材料。通过热膨胀仪和万能拉伸试验机对其进行热膨胀和力学性能测试。结果表明,该复合材料不但具有很高的屈服强度(超过1.6 GPa),还具有负膨胀点记忆效应、应变软模效应等新功能特性。     

NiTi形状记忆合金的振动主动控制研究

以高分子材料梁为基体，在梁的两侧面嵌入Ｍ相状态的ＮｉＴｉ合金丝作为驱动组元，一侧面嵌入母相状态的ＮｉＴｉ合金丝作为振动感知组元；建立起振动主动控制系统，实现了系统振动主动控制的计算机仿真，试验结果表明；ＮｉＴｉ形状记忆合金可灵敏地感知系统振动，在低频范围内，可有效抑制振动；试验结果验证了计算机仿真结果的正确性，提出通过增加组内ＮｉＴｉ丝的可控数量，可有效地提高ＮｉＴｉ合金控振频率上限，探讨了ＮｉＴ     

镍钛形状记忆合金管材的研究进展

镍钛形状记忆合金管材因为具有良好的形状记忆效应和超弹性而在工程领域得到了广泛的应用.文章总结了国内外众多学者的研究成果,系统介绍了镍钛形状记忆合金管材的加载力学行为、塑性成形方法和典型工程应用.镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载、单向扭转加载以及拉伸扭转复合加载方式下表现出了不同的力学行为.奥氏体镍钛形状记忆合金管材在单向拉伸加载下,可以观察到明显的应力诱发马氏体螺旋带.镍钛形状记忆合金管材的塑性成形方法主要有拉拔、挤压和旋压,拉拔工艺仍是目前生产镍钛形状记忆合金管材的主要手段.镍钛形状记忆合金管材的典型工程应用主要有生物医用支架和管接头.镍钛形状记忆合金管材在科学研究和工程应用方面仍具有广阔的发展空间.