A computational and experimental study of shape memory alloy spring actuator

• Autorzy: Stachowiak Dorota , Kurzawa Milena

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.07.07

Warianty tytułu

PL

Modelowanie i eksperymentalne badania siłownika sprężynowego wykonanego ze stopu z pamięcią kształtu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the combined experimental and computational study of the shape memory alloy (SMA) spring actuator. The design strategy for a system composed of two springs: a SMA spring and a steel spring has been presented. The force versus stroke characteristics of designed system at high and low temperature condition have been calculated and measured. The electro-thermo-mechanical characterization of SMA spring has been carried out. The selected results of calculation and laboratory tests of the designed spring system have been given.

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń i badań eksperymentalnych siłownika sprężynowego wykonanego ze stopu z pamięcią kształtu. Omówiono zaproponowaną strategię projektowania systemu składającego się z dwóch sprężyn: sprężyny SMA i sprężyny stalowej. Wyznaczono i zmierzono charakterystykę siły w funkcji przesunięcia dla stanu wysoko i niskotemperaturowego. Zaprojektowano specjalne stanowisko pomiarowe do badań elektro-cieplno-mechanicznych sprężyny SMA i układu złożonego ze sprężyny SMA i sprężyny stalowej. Przedstawiono wybrane wyniki obliczeń i badań laboratoryjnych zaprojektowanego układu sprężyn.

Słowa kluczowe

EN

shape memory alloys; spring actuator; extension-compression spring

PL

stopy z pamięcią kształtu; siłownik sprężynowy; sprężyna naciągowa-naciskowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 7
• Strony: 29--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Stachowiak Dorota

• Poznan University of Technology, Piotrowo 3a, 60-965 Poznań, Poland

autor

Kurzawa Milena

• Poznan University of Technology, Piotrowo 3a, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Lagoudas D. C., Shape Memory Alloys: Modeling and Engineering Applications, Springer, (2008)
• [2] Czechowicz, A. and Langbein, S., Shape Memory Alloy Valves - Basics, Potentials, Design, Springer Verlag, (2015)
• [3] Mohd Jani J., Leary M., Subic A., Gibson M. A., A review of shape memory alloy research, applications and opportunities, Materials and Design, (2014), vol. 56, 1078–1113
• [4] Mitura A., Kecik K., Augustyniak M., Dynamics and Energy Harvesting Control of an Autoparametric Pendulum-Like System, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018), nr 7, 82-85
• [5] Kluszczynski K., Kciuk M., Analytical Description of SMA Actuator Dynamics based on Fermi-Dirac Function, Acta Physica Polonica, A Phys., (2017), vol. 131, 1274-1279
• [6] Stachowiak D., Kurzawa M., Charchuta I., Oprogramowanie do projektowania aktuatorów liniowych wykonanych ze stopów z pamięcią kształtu, Poznań University of Technology Academic Journals, Electrical Engineering, (2017), issue 91, 355-364
• [7] Kciuk M., Chwastek K., Kluszczynski K., Szczygłowski J., A study on hysteresis behaviour of SMA linear actuators based on unipolar sigmoid and hyperbolic tangent functions, Sensors and Actuators, A Phys., (2016), vol. 243, 52-58
• [8] Dutta S. M., Ghorbel F. H., Differential hysteresis modeling of a shape memory alloy wire actuator, IEEE Transactions on Mechatronics, 10 (2005), No. 2, 189−197
• [9] Almeida, L. A. L., Deep, G. S., Lima, A. M. N. and Neff, H., The Limiting Loop Proximity (L2P) Hysteresis Model, IEEE Transaction on Magnetics, 39 (2002), No. 1, 523-528
• [10] Kurzawa M., Stachowiak D, Investigation on thermomechanical behavior in shape memory alloy actuator, Archives of Electrical Engineering, 66 (2017), No. 4, 751-760

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).