具有形状记忆合金弹簧支承的转子系统的动力稳定性研究 被引量：6

1

作者 任勇生 杜成刚 刘养航 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期70-74,共5页

提出一个具有形状记忆合金(SMA)弹簧支承的旋转轴转子系统的自由振动分析模型。基于Euler-Bernoulli梁理论建立旋转轴的连续分布弹性振动方程,并且考虑旋转轴材料内阻的影响。采用Brinson模型分析SMA螺旋弹簧的受限回复刚度特性。在振... 提出一个具有形状记忆合金(SMA)弹簧支承的旋转轴转子系统的自由振动分析模型。基于Euler-Bernoulli梁理论建立旋转轴的连续分布弹性振动方程,并且考虑旋转轴材料内阻的影响。采用Brinson模型分析SMA螺旋弹簧的受限回复刚度特性。在振型假设的基础上利用虚功原理得到转子系统的特征方程。通过数值计算分析了SMA弹簧的激励温度和初始应变对转子系统的临界转速和失稳阈的影响规律。研究表明,利用SMA弹簧的受限回复特性调节支承刚度可以提高转子系统的临界转速和失稳阈,从而增强转子系统的动力学稳定性。 展开更多

关键词 形状记忆合金弹簧 弹性支承 转子 稳定性

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形状记忆合金弹簧隔振系统主动控制实验设计

2

作者 刘振峰 顾力强 冯一均 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第12期68-72,共5页

为探索振动系统在结构和参数变化时的实验现象和实验特征,基于被动隔振实验台,设计了具有弹簧温度和激振频率自动采集功能的形状记忆合金弹簧变阻尼主动控制系统,对形状记忆合金弹簧的刚度和阻尼随温度变化的振动特性进行分析。结果表明... 为探索振动系统在结构和参数变化时的实验现象和实验特征,基于被动隔振实验台,设计了具有弹簧温度和激振频率自动采集功能的形状记忆合金弹簧变阻尼主动控制系统,对形状记忆合金弹簧的刚度和阻尼随温度变化的振动特性进行分析。结果表明,在不同激振频率下,形状记忆合金弹簧阻尼比随着温度的升高而增大,刚度随着温度的升高而降低。通过弹簧温度自动调节对隔振系统进行控制,从而实现形状记忆合金弹簧的变频动态减振。该研究结果可用于形状记忆合金弹簧在特定载荷下的减振特性标定。 展开更多

关键词 形状记忆合金弹簧 变阻尼 主动隔振控制 减振特性 实验设计

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记忆合金弹簧在断路器梅花触头中的应用试验研究 被引量：9

3

作者 熊磊 陈天翔 +2 位作者 张哲诚 吴姿婷 田洪 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期24-28,共5页

断路器处于长期运行状态,梅花触头会出现松动,导致接触电阻增大,引起触头发热,带来严重的安全隐患。记忆合金是一种随温度变化能自动产生形变的新材料,笔者将记忆合金制成的弹簧运用于梅花触头以达到降低接触电阻,减少触头发热的目的。... 断路器处于长期运行状态,梅花触头会出现松动,导致接触电阻增大,引起触头发热,带来严重的安全隐患。记忆合金是一种随温度变化能自动产生形变的新材料,笔者将记忆合金制成的弹簧运用于梅花触头以达到降低接触电阻,减少触头发热的目的。通过对普通弹簧和记忆合金弹簧进行温度与弹簧拉力对比试验,及对应用的2种弹簧梅花触头进行了大电流温升对比试验。试验结果表明:记忆合金弹簧能够有效降低触头接触电阻和减少发热,具有广泛应用前景。 展开更多

关键词 断路器 记忆合金弹簧 接触电阻 温升 试验研究

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基于新型冷却方式的形状记忆合金驱动系统 被引量：1

4

作者 张肖肖 陶哲 +3 位作者 杨浩 金虎 孙帅帅 张世武 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第11期108-112,共5页

为了解决热积累对于形状记忆合金(SMA)驱动器响应频率的限制问题,提出一种基于新型冷却方式的SMA弹簧差动式驱动器。在传统风冷的基础上加入微孔雾化片装置,通过产生水雾提高风冷系统的冷却效率;设计了可控风道系统,可在SMA弹簧加热和... 为了解决热积累对于形状记忆合金(SMA)驱动器响应频率的限制问题,提出一种基于新型冷却方式的SMA弹簧差动式驱动器。在传统风冷的基础上加入微孔雾化片装置,通过产生水雾提高风冷系统的冷却效率;设计了可控风道系统,可在SMA弹簧加热和冷却过程分别关闭和打开相应风道,进而提高响应速度和能量利用率。进一步,建立了系统理论模型,通过仿真得到不同条件下SMA弹簧的驱动时间。实验结果证明,相比传统风冷,新型冷却方式在低风速时使得SMA驱动器运动频率提升了26.7%,在高风速时运动频率提升了9.5%。最后,将该系统应用在一款仿生手指上,通过实验证明了应用新型冷却方式的SMA驱动系统能有效提高仿生手指的运动性能。 展开更多

关键词 主动冷却 形状记忆合金弹簧 驱动器 运动性能

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形状记忆合金尺寸对消防服面料防护性能的影响 被引量：14

5

作者 王丽君 卢业虎 +1 位作者 王帅 马妮妮 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期113-118,共6页

为提升嵌入形状记忆合金消防服面料组合的防护性能,构筑了3种形变高度和3种排列方式的面料组合以分析形状记忆合金尺寸对其性能的影响。在高温热接触和低辐射热灾害环境下分别测试不同面料组合的防护性能,研究结果表明:形状记忆合金有... 为提升嵌入形状记忆合金消防服面料组合的防护性能,构筑了3种形变高度和3种排列方式的面料组合以分析形状记忆合金尺寸对其性能的影响。在高温热接触和低辐射热灾害环境下分别测试不同面料组合的防护性能,研究结果表明:形状记忆合金有效地提高了消防服面料的防护性能,合金弹簧的形变高度影响组合面料层间空气层厚度,从而改变其防护性能;在不同的排列方式下弹簧形变高度也不同,可能与弹簧形变产生的空气层形状及分布有关;在不同的热源条件下,不同排列方式的面料组合其防护性能呈现出不同的规律,即在2种热源条件下,1个合金弹簧中心排列与3个合金弹簧对角排列方式下全高型试样的隔热性能均明显优于减半型,而2个合金弹簧对角排列方式下2种弹簧试样隔热性能的差异较大。 展开更多

关键词 消防服 防护性能 形状记忆合金弹簧 空气层 排列方式

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低辐射环境下形状记忆合金对防火面料隔热性能的影响 被引量：11

6

作者 王帅 卢业虎 +1 位作者 王丽君 尤禅懿 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期114-119,共6页

为提高消防服的热防护性能,将若干形状记忆合金弹簧设置在防护服的防水透气层与隔热层之间,研制出具有动态调节结构功能的智能防火面料组合。采用热防护性能测试仪模拟低辐射热环境,测量处于辐射暴露环境下的各面料层间的温度,从而基于... 为提高消防服的热防护性能,将若干形状记忆合金弹簧设置在防护服的防水透气层与隔热层之间,研制出具有动态调节结构功能的智能防火面料组合。采用热防护性能测试仪模拟低辐射热环境,测量处于辐射暴露环境下的各面料层间的温度,从而基于层间温度的变化情况来评价不同排列方式下的形状记忆合金弹簧对防火面料的动态隔热作用。结果表明:形状记忆合金弹簧在辐射环境下弹起后产生的空气层具有良好的动态隔热作用,进而提高面料的热防护性能;采用不同的弹簧排列方式也可影响其隔热性能,其中1个弹簧正中排列及3个弹簧对角线放置的试样隔热效果最明显;在不同的排列方式下,弹簧产生的空气层形状和厚度具有明显差异,从而影响防火面料组合的隔热作用。 展开更多

关键词 消防服 形状记忆合金弹簧 低辐射热 隔热性能

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热灾害环境对形状记忆消防服面料防护性能的影响 被引量：11

7

作者 王帅 卢业虎 +1 位作者 王丽君 尤禅懿 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期74-79,99,共7页

消防员或应急救援人员需要穿着特定的热防护服以保障人身安全。在防水透气层与舒适层之间设置若干形状记忆合金弹簧,构筑动态隔热消防服面料组合。采用热平板仪和热防护性能测试仪分别模拟高温热接触和低辐射热灾害,测量分布于各面料层... 消防员或应急救援人员需要穿着特定的热防护服以保障人身安全。在防水透气层与舒适层之间设置若干形状记忆合金弹簧,构筑动态隔热消防服面料组合。采用热平板仪和热防护性能测试仪分别模拟高温热接触和低辐射热灾害,测量分布于各面料层间的温度。对处于两种不同环境下的形状记忆合金弹簧形成的空气层对热防护织物的动态隔热作用进行分析比较,发现采用一个弹簧正中排列及3个弹簧对角线放置的隔热效果最为显著,可适用于两种热环境。研究结果可为优化形状记忆合金弹簧排布方式从而设计性能优越的智能消防服提供科学依据。 展开更多

关键词 消防服 形状记忆合金弹簧 高温接触 低辐射热

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单出杆式磁流变阻尼器弹簧活塞蓄能器的设计与研究 被引量：4

8

作者 关新春 黄永虎 +1 位作者 胡少华 欧进萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期130-133,137,共5页

与双出杆阻尼器相比,单出杆阻尼器有较大的行程,更适合应用于安装空间有限的领域。设计用于平衡活塞杆进出缸体而造成缸体内体积变化的蓄能器是设计单出杆阻尼器的关键技术之一。首先推导了含有弹簧活塞蓄能器的单出杆磁流变阻尼器的阻... 与双出杆阻尼器相比,单出杆阻尼器有较大的行程,更适合应用于安装空间有限的领域。设计用于平衡活塞杆进出缸体而造成缸体内体积变化的蓄能器是设计单出杆阻尼器的关键技术之一。首先推导了含有弹簧活塞蓄能器的单出杆磁流变阻尼器的阻力计算公式,并分析了阻力的性能特征;而后,讨论了普通弹簧活塞蓄能器的主要参数确定方法与在体积补偿过程中所存在的主要缺陷;最后结合形状记忆合金的超弹性特性,提出了基于超弹性形状记忆合金弹簧的活塞蓄能器,并给出了相关设计方法。 展开更多

关键词 磁流变阻尼器 单出杆 弹簧活塞蓄能器 超弹性形状记忆合金弹簧

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基于SMA弹簧紧凑型柔性电机的设计与研制 被引量：4

9

作者 杨凯 辜承林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期59-64,共6页

介绍了一种基于SMA弹簧的紧凑型柔性电机结构。三只SMA弹簧偏心嵌入室温硫化的双组分硅胶棒中,弹簧与丝除在端部通过两个固定片连接外,其他部分可自由地相对运动。通过占空比可调的电流脉冲加热SMA弹簧,控制其收缩变形,可实现电机的柔... 介绍了一种基于SMA弹簧的紧凑型柔性电机结构。三只SMA弹簧偏心嵌入室温硫化的双组分硅胶棒中,弹簧与丝除在端部通过两个固定片连接外,其他部分可自由地相对运动。通过占空比可调的电流脉冲加热SMA弹簧,控制其收缩变形,可实现电机的柔性空间运行。这一低功耗、高功率重量比、可直接驱动的紧凑型柔性电机,可望在拟人机械手及其他微小型机器人系统中得到实用。本文分析了弹性棒在集中与分布载荷作用下的形变理论,对硅胶棒与SMA弹簧的关键参数进行了研究并详细推导了二者的设计过程。最后,进行了样机研制的工艺探讨并制作了样机,对样机进行的实验研究,验证了设计电机的性能。 展开更多

关键词 紧凑型柔性电机 形状记忆合金弹簧 空间弯曲 拟人机械手

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SMA弹簧-摩擦支座滞回性能试验研究 被引量：8

10

作者 庄鹏 薛素铎 韩淼 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2016年第4期163-169,共7页

通过试验研究了一种新型SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB)的滞回性能。首先,研制了大尺寸NiTi记忆合金(NiTi SMA)螺旋弹簧。在此基础上,加工制作了SFB试件实物模型,对其进行了拟静力试验研究。考察了竖向压力、... 通过试验研究了一种新型SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB)的滞回性能。首先,研制了大尺寸NiTi记忆合金(NiTi SMA)螺旋弹簧。在此基础上,加工制作了SFB试件实物模型,对其进行了拟静力试验研究。考察了竖向压力、位移幅值和加载频率对SFB的恢复力-位移曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和等效动摩擦系数的影响。研究结果表明:SFB在水平方向呈现独特的恢复力-位移曲线;SFB的滞回曲线饱满、耗能能力较好,且具有一定的复位能力;竖向压力、位移幅值对SFB力学参数有一定影响,而在试验加载频率区间其力学参数较为稳定。 展开更多

关键词 滑动隔震支座 形状记忆合金螺旋弹簧 滞回性能 拟静力试验

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高超声速飞行器机翼颤振主动控制系统 被引量：1

11

作者 高逦 孙鹏 +1 位作者 矫丽颖 王逸帆 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期793-797,共5页

飞行器飞行过程中由于气动弹性效应会引起机翼颤振,并且随着飞行马赫数(速度)的提高,颤振类型会发生改变,对飞机结构的破坏性增大,因此若不能有效抑制机翼颤振将对高超音速飞行器飞行造成严重后果。为此,提出了一种形状记忆弹簧扭转机... 飞行器飞行过程中由于气动弹性效应会引起机翼颤振,并且随着飞行马赫数(速度)的提高,颤振类型会发生改变,对飞机结构的破坏性增大,因此若不能有效抑制机翼颤振将对高超音速飞行器飞行造成严重后果。为此,提出了一种形状记忆弹簧扭转机翼自适应控制系统,该系统采用反馈控制,通过记忆弹簧驱动控制产生相应的变形以稳定结构抑制颤振。根据驱动结构设计、理论推导以及测试实验成功验证了该方案的可行性,采用参数自整定模糊PID控制算法,通过控制实验得到了SMA弹簧驱动器的偏转角度与电流强度的关系,在控制电流为8 A时,偏转角度在6 s内可达到60°,响应速度10°/s。事实表明,采用文中设计的形状记忆弹簧扭转机翼自适应控制系统,可以对机翼翼面受力状态进行自适应监测与控制,使机翼结构吸取的能量等于消耗的能量,保持等幅振动而不发生颤振。 展开更多

关键词 高超音速飞行器 马赫数 记忆合金弹簧 PID控制 颤振

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一种冷热交变环境下太阳帆应力保持方法 被引量：4

12

作者 王杰 聂云清 +3 位作者 吴军 刘望 袁福 邹杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期732-742,共11页

针对冷热交变环境导致太阳帆内部应力剧烈变化的问题,基于形状记忆合金(SMA)弹簧提出了太阳帆的张拉方案和薄膜应力保持恒定的方法,该方法利用形状记忆合金在高低温下的刚度非线性特性,有效补偿薄膜和支撑杆之间的间隙变化,以使薄膜内... 针对冷热交变环境导致太阳帆内部应力剧烈变化的问题,基于形状记忆合金(SMA)弹簧提出了太阳帆的张拉方案和薄膜应力保持恒定的方法,该方法利用形状记忆合金在高低温下的刚度非线性特性,有效补偿薄膜和支撑杆之间的间隙变化,以使薄膜内部应力基本保持恒定。针对六边形构型太阳帆开展了数值仿真,首先建立了太阳帆的热分析模型和力学分析模型,获取了高低温工况下的温度场。然后通过热致变形分析得到薄膜与支撑杆在高低温工况下的间隙变化,据此确定形状记忆合金弹簧的参数。最后对太阳帆在高低温工况下的薄膜内部应力进行了验证。 展开更多

关键词 太阳帆 应力 形状记忆合金弹簧 热变形

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SMA汽车风扇离合器传递转矩分析 被引量：5

13

作者 刘玉玺 贺建民 黄金 《重庆工学院学报（自然科学版）》 2009年第11期15-19,共5页

介绍了形状记忆合金离合器的工作原理.分析了SMA弹簧的驱动力,并建立了SMA汽车风扇离合器传递转矩的计算公式.研究结果表明:对于某N iTi基SMA弹簧,在加热过程中,当温度达到77℃时,主从动盘开始接合,转矩逐渐增加;当温度高于96℃时,驱动... 介绍了形状记忆合金离合器的工作原理.分析了SMA弹簧的驱动力,并建立了SMA汽车风扇离合器传递转矩的计算公式.研究结果表明:对于某N iTi基SMA弹簧,在加热过程中,当温度达到77℃时,主从动盘开始接合,转矩逐渐增加;当温度高于96℃时,驱动力达到最大值,离合器完全接合;在冷却过程中,当温度低于72℃时,SMA离合器脱离,风扇以很低的转速空转. 展开更多

关键词 形状记忆合金弹簧 驱动力 剪切弹性模量

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圆盘式磁流变液变面积传动性能研究 被引量：5

14

作者 姚华 黄金 谢勇 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第10期1-6,共6页

提出一种由形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)驱动通过改变磁流变液的工作面积来改变传递转矩的传动方法;介绍了其工作原理,分析了变面积的过程;基于磁路理论,进行传动装置的磁路计算;应用ANSYS软件进行了磁路建模和有限元仿真,得... 提出一种由形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)驱动通过改变磁流变液的工作面积来改变传递转矩的传动方法;介绍了其工作原理,分析了变面积的过程;基于磁路理论,进行传动装置的磁路计算;应用ANSYS软件进行了磁路建模和有限元仿真,得到不同面积比下的磁感应强度分布云图;最后对比分析了不同面积比下传递转矩的能力。结果表明:随着磁流变液的面积比增大,传递的转矩先增大后减小,传动能力得到提升。 展开更多

关键词 磁流变液 形状记忆合金弹簧 磁流变液变面积传动 磁路分析 转矩

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微型仿尺蠖软体机器人的设计与实验 被引量：12

15

作者 胡俊峰 林茂虎 王文慧 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第8期106-109,共4页

根据尺蠖的运动规律设计了一种微型仿尺蠖软体机器人。利用形状记忆合金(SMA)弹簧模仿尺蠖肌肉对机器人实现驱动,通过周期性电流驱动机器人实现连续爬行运动。为了验证设计的微型仿尺蠖软体机器人的可行性,制作了机器人样机,通过运动实... 根据尺蠖的运动规律设计了一种微型仿尺蠖软体机器人。利用形状记忆合金(SMA)弹簧模仿尺蠖肌肉对机器人实现驱动,通过周期性电流驱动机器人实现连续爬行运动。为了验证设计的微型仿尺蠖软体机器人的可行性,制作了机器人样机,通过运动实验测试机器人在鼠标垫、木板、纸板上的最大爬行速度,以及爬行速度与驱动电流的频率和占空比之间的关系。实验结果表明:所设计的微型仿生软体机器人在电流的周期性驱动下,可以模仿尺蠖完成连续爬行运动,最大爬行速度可达3.5 mm/s,说明了所设计的微型仿尺蠖软体机器人的可行性,为微型仿生机器人的进一步研究提供了参考。 展开更多

关键词 微型仿生机器人 形状记忆合金(SMA)弹簧驱动 尺蠖运动

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仿尺蠖微机器人的设计与实验 被引量：5

16

作者 王文慧 胡俊峰 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第5期90-93,共4页

根据尺蠖运动规律设计了新型微机器人,模仿尺蠖躯体,设计能实现弯曲变形的躯干结构,采用形状记忆合金(SMA)弹簧模仿相当于尺蠖肌肉对躯干结构进行驱动。为了验证所设计仿尺蠖微机器人的合理性,制作了SMA弹簧以及微机器人样机。通过热力... 根据尺蠖运动规律设计了新型微机器人,模仿尺蠖躯体,设计能实现弯曲变形的躯干结构,采用形状记忆合金(SMA)弹簧模仿相当于尺蠖肌肉对躯干结构进行驱动。为了验证所设计仿尺蠖微机器人的合理性,制作了SMA弹簧以及微机器人样机。通过热力学分析确定了微机器人的控制参数。搭建实验测试系统进行实验,实验结果表明:微机器人加热时间为2.7 s时,爬行速度最大值达到4.1 mm/s,所设计微机器人能仿生尺蠖运动进行运动,说明了所设计的微机器人的可行性,为微机器人的设计提供新的思路。 展开更多

关键词 微机器人 仿生机器人 形状记忆合金(SMA)弹簧 尺蠖运动

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