形状记忆合金线性驱动器的设计及位移特性分析

硕士学位论文开题报告及论文工作计划书
课题名称一种形状记忆合金驱动器性能实验研究
学号1000601
姓名杨
专业机械设计及理论
学院机械工程与自动化学院
导师陈
副导师
选题时间年月日
东北大学研究生院
年月日
填表说明
1、本表一、二、三、四、五项在导师指导下如实填写。

2、学生在通过开题后一周内将该材料交到所在学院、研究所。

3、学生入学后第三学期应完成论文开题报告，按有关规定，没有完成开题报告的学生不能申请论文答辩。

热管是一种能快速将热能从一点传至另一点的装置，由于它具有超常的热传导能力
东北大学硕士研究生学位论文选题报告评分表。

磁控形状记忆合金驱动器的设计及特性分析
曾宇露;黄森林;万家鑫;曹清华;赵冉
【期刊名称】《南昌工程学院学报》
【年(卷),期】2021(40)6
【摘要】针对现有微位移驱动器控制精度低、位移行程小的问题,设计了一种以磁控形状记忆合金材料(MSMA)为驱动元件的新型驱动器。

基于MSMA的磁致伸缩原理设计了驱动器的整体结构,通过计算确定了相关设计参数,采用有限元仿真软件COMSOL对磁路进行仿真。

建立驱动器的位移输出模型,通过计算得到预压力为零时驱动器最大输出位移为1.12 mm。

为验证理论模型的正确性,制作了实物样机并进行性能测试,测试结果表明输出位移最大可以达到1.07 mm,理论模型与实验结果较为相符,表明该装置设计合理,实现了驱动器较大的位移输出,对于拓宽驱动器的应用领域具有研究意义。

【总页数】5页(P78-82)
【作者】曾宇露;黄森林;万家鑫;曹清华;赵冉
【作者单位】南昌工程学院江西省精密驱动与控制重点实验室;中原工学院中原彼得堡航空学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH703
【相关文献】
1.基于混合遗传算法的磁控形状记忆合金驱动器磁滞模型优化
2.磁控形状记忆合金直线驱动器
3.基于磁控形状记忆合金的伺服阀驱动器
4.基于磁控形状记忆合金驱动器伺服阀的建模与仿真
5.基于磁控形状记忆合金驱动器的结构自适应模糊控制
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形状记忆合金(SMA)弹簧驱动器的变形研究许红伟;费燕琼;朱宇航;王绪【摘要】建立了可作为软体机器人中的形状记忆合金(SMA)弹簧驱动器的变形模型,获得了模型的待定参数A1、A2、A3、B1、B2、B3,并对该模型进行了实验验证.首先基于Clau-sius-Clapeyron方程和泰勒展开式,使用待定参数法建立了SMA弹簧的变形模型,描述了SMA弹簧的变形量、负载和温度之间的非线性关系;然后根据热平衡方程建立了电加热情况下的SMA弹簧温度变化模型,并获得了加热时间与弹簧温度的关系曲线;继而进行了零负载状态下的变形实验,根据实验结果计算出变形模型中的待定参数;最后通过定长通电驱动和定载荷通电驱动实验,验证了模型的正确性.所建模型能够为软体机器人中的SMA弹簧驱动器的控制方案建立提供参考.%A deforming model of shape memory alloy ( SMA) spring actuators applicable to soft robots was built with its undetermined parameters of A1, A2, A3, B1, B2 and B3 being obtained, and some experiments were performed to verify the model.Firstly, the undetermined parameter method was used to build a deforming model of SMA springs based on the Clausius-Clapeyron equation and Taylor expansion , and the nonlinear relations among SMA springs ' deformation, load and temperature were described .Secondly , based on the heat balance equation , a temperature changing model of SMA springs under electric heating was built , and a curve was shown to describe the relationship between the heating time and the spring temperature .Thirdly , the deforming experiment was performed in the con-dition that spring is free .Lastly, the models' validity was verified through specified loadexperiments and specified deformation experiments .The established models were proved to be referential for building the controlling system of soft robots .【期刊名称】《高技术通讯》【年(卷),期】2017(027)006【总页数】5页(P554-558)【关键词】形状记忆合金(SMA);弹簧;变形;弹簧驱动器【作者】许红伟;费燕琼;朱宇航;王绪【作者单位】上海交通大学机器人研究所上海200240;上海交通大学机器人研究所上海200240;上海交通大学机器人研究所上海200240;上海交通大学机器人研究所上海200240【正文语种】中文由于结构限制，传统的刚性机器人对复杂环境的适应性较弱[1]。

差动式形状记忆合金驱动器驱动性能研究刘俊兵【摘要】设计了一种变体机翼后缘驱动器,对几种常规加热方式进行测试、对比后,选择附着碳纤维丝加热,达到了理想加热效果.并通过升温测试及激励间隔实验,对形状记忆合金卷簧的热响应进行研究,分析了该驱动源在不同激励方式下的温升与散热特性和对输出的影响,实现了通过最优激励方式控制驱动器工作的目的,为该驱动器在后续智能控制设计方面起到了指导作用.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P4-7)【关键词】形状记忆合金;驱动器;差动;激励【作者】刘俊兵【作者单位】江南机电设计研究所,贵州贵阳550009【正文语种】中文【中图分类】TB381变体机翼飞机在飞行过程中为了适应不同的飞行环境，可以自主地改变机翼的展弦比、机翼面积、后掠角等，从而提高飞机的飞行能力，改善飞行性能[1]。

传统的机翼驱动方式主要有电机驱动、液压驱动、气动驱动等[2]，这些驱动方式往往存在结构笨重，占用空间较大等问题，这就影响了飞机的机动性能和载重，因此寻找一种新型的驱动技术将会明显地提高飞机性能。

形状记忆合金(SMA)是一种具有形状记忆效应的功能型材料，它具有质量小，功重比大、驱动结构简单、响应迅速、工作时无噪声等特点，在变体机翼的驱动方面有着良好的应用前景[3-6]。

但是以SMA为驱动源的驱动器存在的主要问题是通过加热方式来激励驱动器，其升温、降温的时间较长，这使得驱动器工作频率降低，且无法达到最佳的驱动性能[7]。

针对以上问题，本文以非接触式形状记忆合金平面涡卷弹簧(以下简称SMA卷簧)为驱动源，制作了一种差动式SMA驱动器，采用附着碳纤维的方法达到了理想的加热效果，并测试了SMA卷簧在不同电流加热下的升温速率和散热时间，最后通过实验测得了驱动器的输出扭矩与加热时间间隔的关系，进而得到了驱动器在达到最佳驱动性能时的激励方式，对该种结构驱动器在后续智能控制方面的研究起到了一定的参考及指导作用。

分类号：密级：论文编号：学号：30808020301 重庆理工大学硕士学位论文形状记忆合金驱动器的设计与实验分析研究生: 刘玉玺指导教师：杨岩教授学科专业：机械设计及理论研究方向：现代机械设计理论方法及应用培养单位：重庆汽车学院论文完成时间： 2011年4月20日论文答辩日期： 2011年5月21日Category Number：Level of Secrecy：Serial Number ：Student Number：30808020301Master's Dissertation of Chongqing University of TechnologyExperimental Analysis and Design of Shape Memory Alloy ActuatorPostgraduate: Liu YuxiSupervisor: Prof. Yang YanSpecialty: Mechanical Design and TheoryResearch Direction: Modern Mechanical DesignTheory and ApplicationTraining Unit: Chongqing Institute of AutomobileThesis Deadline: April 20, 2011Oral Defense Date: May 21, 2011形状记忆合金驱动器的设计与实验分析摘要形状记忆合金（Shape Memory Alloy, 简称SMA）是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形变后，当加热到某一临界温度以上时又可以恢复到初始状态的一类合金。

其优良特性：形状记忆效应(Shape Memory Effect，简称SME)与相变伪弹性。

SMA集感知和驱动于一体，通过加热和冷却可使SMA材料/结构具有感知、判断、执行和自适应的能力。

形状记忆合金驱动器的研究现状及展望徐小兵;邓荆江【摘要】Shape Memory Alloy is a new kind of intelligent materials with the advantages of large magnetic strain, huge driving force, fast mechanical response and can be precise controlled, so it is expected to be a new generation of actuator and sensor materials.The traditional temperature control shape memory alloy is mainly compared with the new type of magnetic shape memory alloy, and the differences of their working principles and their applications in actuator are introduced.Finally the study of the shape memory alloy in terms of the actuator research is summarized and prospected.%形状记忆合金是一种新型智能材料，具有大的磁致应变、驱动迅速、驱动力大、能够精确控制等优点，有望成为新一代驱动与传感材料。

主要类比了传统温控形状记忆合金和新型磁控形状记忆合金的区别，综述了它们的工作原理及在驱动器方面的应用，对它们在驱动器方面的研究进行了总结和展望。

【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P187-190)【关键词】智能材料;形状记忆合金;驱动器【作者】徐小兵;邓荆江【作者单位】长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023;长江大学机械工程学院，湖北荆州 434023; 江汉石油管理局技术监督处，湖北潜江 433124【正文语种】中文【中图分类】TF641 前言形状记忆合金是一种兼有感知和驱动功能的新型功能材料，具有形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼特性、抗疲劳效应、很好的抗腐蚀能力以及生物相容性等优点,在航空、航天、工程、医学、驱动器的感知和驱动等领域得到了广泛的应用[1-4]。