Force generation survey in magnetic shape memory alloys

• Autorzy: Minorowicz B. , Nowak A.

Warianty tytułu

PL

Badania regulacji siły w materiałach z magnetyczną pamięcią kształtu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Transducers used in all kinds of devices convert electrical input signal into a non-electrical, usually mechanical output such as: strength, speed, displacement, flow rate or pressure. Different kinds of electric motors and solenoids are commonly used as electromagnetic transducers. In this paper authors present materials with magnetic shape memory, which are a new group of smart material, and are subject to a number of ongoing research in the world. They change own properties (length, internal stress), under an influence of an external magnetic field. Authors placed in an introduction, a theoretical description of material, lists of their most important features, and also described production process and principle of operation. In order to perform research, a demonstration electromagnetic transducer was designed, which is distinguished by magnetic induction in air gap of 0.7 T. Study contains an analysis of the basic nonlinearity of this material, which is hysteresis, made to sinusoidal control signals of fading amplitude for both polarities of input current. Next, authors attempted to adjust strength of closed loop system where measured force was a feedback signal.

PL

Przetworniki stosowane w różnego rodzaju urządzeniach zamieniają elektryczny sygnał wejściowy na nieelektryczny, zwykle mechaniczny, sygnał wyjściowy typu: siła, prędkość, przemieszczenie, natężenie przepływu albo ciśnienie. W artykule przedstawiono materiały z magnetyczną pamięcią kształtu, które stanowią nową grupę materiałów inteligentnych i są przedmiotem wielu badań prowadzonych obecnie na świecie. Materiały te zmieniają swoje właściwości (długość, naprężenia wewnętrzne) pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego. We wstępie podano ich opis teoretyczny i cechy szczególne, a także opisano proces produkcji i zasadę działania. Na potrzeby badań skonstruowano demonstracyjny przetwornik elektromagnetyczny, który umożliwia uzyskanie indukcji magnetycznej w szczelinie powietrznej na poziomie 0,7 T. Analizę podstawowej nieliniowości tego materiału, jaką jest histereza, wykonano dla sygnałów sterujących o gasnącej amplitudzie i obu polaryzacji prądu zasilania Następnie podjęto próbę regulacji siły w układzie ze sprzężeniem zwrotnym.

Słowa kluczowe

EN

magnetic shape memory alloy; dSPACE; closed loop; force

PL

magnetic shape memory alloy; dSPACE; sprzężenie zwrotne; siła

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archives of Mechanical Technology and Automation
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 33, no. 1
• Strony: 37--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Minorowicz B.

• Institute of Mechanical Technology, Poznan University of Technology.

autor

Nowak A.

• Institute of Mechanical Technology, Poznan University of Technology.

Bibliografia

• [1] Calchand Ν., Hubert Α., Gorrec Y. L., Maschke В., From canonical Hamiltonian to port Hamiltonian modeling application to magnetic shape memory alloys actuators, in: 4th Annual Dynamic Systems and Control Conference, Arlington, VA, United States 2011.
• [2] Feng-Xiang Wang, Qing-Xin Zhang, Wen-Jun Li, Chen-Xi Li, Xin-Jie Wu, Actuation Principle and Property of Magnetically Controlled Shape Memory Alloy Actuators, in: International Conference of Mechatronics, Taipei, Taiwan, IEEE 2005, s. 579-582.
• [3] Flaga S., Pluta J., Sapiński В., Pneumatic Valves Based on Magnetic Shape Memory Alloys: Potential Applications, in: 12th International Carpathian Control Conference (ICCC), Velke Karlovice, Czech Republic, IEEE 2011, p. 111-114.
• [4] Gauthier J-Y., Hubert Α., Abadie J., Chaillet N., Lexcellent Ch., Nonlinear Hamiltonian modelling of magnetic shape memory alloy based actuators, Sensors and Actuators, 2008, A141, p. 536-547.
• [5] Holtz В., Riccardi L., Janocha H., Naso D., MSM Actators: Design Rules and Control Strategies, Advanced Engineering Materials, 2012, vol. 14, issue 8, p. 668-681.
• [6] Raatz Α., Holz В., Schlüter К., Principle Design of Actuators Driven by Magnetic Shape Memory Alloys, Advanced Engineering Materials, 2012, vol. 14, issue 03, p. 682-686.
• [7] Suorsa I., Tellinen J., Pagounis E., Aaltio I., Ullako К., Applications of Magnetic Shape Memory Actuators, in: 8th International Conference ACTUATOR 02, Bremen, Germany, 2002, p. 158-161.
• [8] Ullakko K., Huang J.K., Kantner C., O'Handley R.C., Kokorin V.V., Large magnetic field induced strains in Ni2MnGa single crystals, Applied Physics Letters, 1996, vol. 69, no. 13, p. 1966-1968.