形狀記憶合金驅(qū)動第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四本課題以形狀記憶合金驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象，通過對形狀記憶合金本構(gòu)關(guān)系的建模，提出了利用PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動過程的恒力控制，可以有效改善回復(fù)變形過程中應(yīng)力的非線性變化行為，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)力的精確控制，提高系統(tǒng)的響應(yīng)精度。在此基礎(chǔ)上研究兩種類型的驅(qū)動器和控制措施，使得形狀記憶合金驅(qū)動器即提高了響應(yīng)速度和精度，又有效地改善了驅(qū)動器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四課題研究的意義SMA及其驅(qū)動器在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用形狀記憶合金驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一維本構(gòu)關(guān)系分析及試驗(yàn)研究形狀記憶合金控制研究第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四課題研究意義隨著歷史的發(fā)展和科技水平的進(jìn)步，普通材料在很多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)不能達(dá)到所要求的結(jié)構(gòu)使用功能，另外，普通材料由于本身存在某些性能缺陷，在長時間使用過程中容易受到外界環(huán)境的影響導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)性能發(fā)生退化，威脅著人類的生存和發(fā)展，因此，在上個世紀(jì)80年代，智能材料結(jié)構(gòu)的新概念被引入到了科技研究領(lǐng)域，隨后獲得了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。

隨著人們對SMA性能研究的深入和SMA材料在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，SMA驅(qū)動器的研制和SMA驅(qū)動控制技術(shù)的研究尤為重要?，F(xiàn)今對SMA驅(qū)動器及控制技術(shù)的研究已經(jīng)有一定進(jìn)展，但這些控制在準(zhǔn)確控制及動態(tài)性能等方面還存在一定的缺陷，為了獲得更加優(yōu)質(zhì)，更加符合工程實(shí)際等方面的控制，對SMA驅(qū)動器進(jìn)行控制技術(shù)研究是非常有必要的。第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四機(jī)械工程領(lǐng)域SMA在機(jī)械工程領(lǐng)域中常用作阻尼元件和應(yīng)力驅(qū)動元件,且SMA主要以絲、薄片、梁等形式作為智能材料使用。

形狀記憶合金緊固鉚釘及其使用示意圖第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四生物醫(yī)療器械領(lǐng)域SMA在生物醫(yī)療器械領(lǐng)域扮演著相當(dāng)重要的角色。

醫(yī)療固定器的應(yīng)用示意圖第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四航空航天工程領(lǐng)域SMA已被應(yīng)用到航空和太空裝置中,如在航天飛行器有效載荷的分離機(jī)構(gòu)、太陽帆板和天線的釋放機(jī)構(gòu)等用作執(zhí)行元件

智能翼研制階段第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四現(xiàn)代機(jī)器人領(lǐng)域通過NiTiSMA絲和偏置彈簧驅(qū)動的一自由度SMA機(jī)械臂第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四其他領(lǐng)域建筑工程領(lǐng)域

SMA已顯示出具有隔音和探測地震的潛能，在建筑物和橋梁的應(yīng)用中已得到試驗(yàn)，因此為隔音和損害控制領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的發(fā)展空間。將SMA應(yīng)用到固定橋梁和道路中，可以有效地避免在地震中斷裂甚至造成坍塌，因?yàn)镾MA可以在地震中適當(dāng)伸長緩解沖擊和在震后能重新恢復(fù)。在日常生活中

SMA制成的彈簧放在熱水中，彈簧的長度立即伸長，在放到冷水中，它會立即恢復(fù)原形。利用SMA彈簧可以控制浴室水管的水溫，在熱水溫度過高時通過記憶功能，調(diào)節(jié)或關(guān)閉供水管道，以免燙傷。還可以制成消防報警裝置及電器設(shè)備的保安裝置。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，SMA制成的彈簧發(fā)生形變，啟動消防報警裝置，達(dá)到報警的目的。還可以把用SMA制成的彈簧放在暖氣的閥門內(nèi)，用以保持暖房的溫度，當(dāng)溫度過低或過高時，自動開啟或關(guān)閉暖氣的閥門。第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四形狀記憶合金驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四一維本構(gòu)模型試驗(yàn)臺架設(shè)計(jì)第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四驅(qū)動器控制研究試驗(yàn)臺架第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四一維本構(gòu)關(guān)系分析及試驗(yàn)研究基本理論為SMA絲的密度，為SMA絲的比熱，為SMA絲的體積，為SMA絲的電阻，為SMA絲的熱交換系數(shù)，為SMA絲的表面積，為環(huán)境溫度。為最大可變回復(fù)應(yīng)變，為SMA彈性模量，為SMA相變張量第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四位移—時間曲線第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果對照圖第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四偏動式SMA驅(qū)動器驅(qū)動控制研究第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四階躍電流正弦電流第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四基于SMA驅(qū)動器的可調(diào)簡支梁位移控制研究第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四階躍電流第22頁，共