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摘要
为准确描述形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)弹性耦合系统的驱动特性，考虑模型复杂程度与工程实际需求，提出了一种基于Brinson本构方程和SMA相变原理的改进相变模型。针对Brinson相变模型SMA马氏体正相变过程中马氏体分数不连续的问题，将孪晶马氏体相转化为孪晶马氏体相和非孪晶马氏体相相混合相终点时各晶体体积分数，作为马氏体正相变终点时的晶体体积分数，视马氏体正相变为一个连续的过程，对原Brinson相变模型中马氏体正相变方程进行修正。以偏置式SMA丝驱动器为研究对象，建立了SMA弹性耦合系统模型，采用改进的Brinson相变模型分别对具有不同偏置弹簧的系统进行仿真分析，并与相应试验结果比较。结果表明，改进相变模型的计算结果与试验吻合较好，且在相变过程中马氏体相和奥氏体相体积分数和为1，符合实际情况。分析发现，对于SMA弹性耦合系统，偏置弹簧的刚度越大，驱动器响应速度越慢，相变温度区间和完全马氏体逆相变所需的加热电流越大，驱动应变先增加后减小。研究结果可更准确地描述SMA驱动器的作动过程，为偏置式SMA丝驱动器的设计提供参考。
- 出版日期2023
- 单位重庆交通大学
