Intelligent structures of springs

• Autorzy: Branowski B.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The work is concerned with principles of design of "intelligent" sets of springs with a priori determined structure (the so called differential set of springs). Certain interesting properties can be obtained in such sets considering the termal influence of the environment. These properties enable realisation of the selfcompensation function or even amplification of loading applied to the set in higher and varying temperatures, and to create the drive function of the linear motor while producing pulsatory temperatures changes. The problem of loading selfcompensation has been solved considering the temperature changes of the shear modulus or the stress relaxation. The drive function enables one to apply the differential set of springs together with the spring made of shape memory alloy (SMA) to create a unique linear pulse micromotor. The SMA spring, activated thermally, operates as an actuator assuring pulse changes of the deflection in the differential set. These changes together with the undirectional mechanism constitute the principle of operation of the micromotor robot that moves inside a tube).

PL

"Inteligentne konstrukcje" spężyn. Przedmiotem pracy są podstawy projektowania "inteligentnej konstrukcji" zespołu spężyn o określonej a priori strukturze tzw. różnicowego układu sprężyn. W tych zespołach można ukształtować interesujące właściwości przy cieplnym oddziaływaniu środowiska. Umożliwiają one realizację funkcji samokompensacji, a nawet wzmocnienia, obciążenia zespołu w podwyższonych i zmiennych temperaturach oraz funkcję napędu silnika liniowego przy wywołaniu pulsacyjnych zmian temperatury. Rozwiązano zadania samokompensacji obciążenia przy oddziaływaniu na sprężyny zespołu zjawiska zmian temperaturowych modułu sprężystości lub zjawiska relaksacji naprężeń. Funkcja napędowa pozwala zastosować analizowany zespół różnicowy ze spężyną z pamięcią kształtu SMA do budowy oryginalnego pulsacyjnego mikrosilnika liniowego. Aktywowana termicznie lub elektrycznie sprężyna SMa jest aktuatorem, zapewniającym pulsacyjne zmainy ugięcia w zespole różnicowym, które wraz z mechanizmem jednokierunkowym tworzą zasadę działania mikrosilnika (robota poruszającego się we wnętrzu rury).

Słowa kluczowe

EN

intelligent constructions of springs; mobile robots; SMA actuator

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2000
• Tom: Vol. 38 nr 3
• Strony: 531--547
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Branowski B.

• Faculty of Working Machines and Vehicles, Poznań University of Technology

Bibliografia

• 1. BRANOWSKI B., 1977, Metallic Springs (in Polish), Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• 2. BRANOWSKI B., 1990, Synthesis Methods and Design Research Methods of Spring Construction (in Polish), Rozprawy, 237, Politechnika Poznańska, Poznań.
• 3. CISZEWSKI B., PRZETAKIEWICZ W., 1993, Nowoczesne materiały w technice, Wyd. Bellona, Warszawa.
• 4. GAŁKOWSKI Z., 1996, Analiza drgań swobodnych układu mechanicznego zawierającego sprężynę z pamięcią kształtu, Prace Instytutu Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Warszawskiej, 17, 5-18.
• 5. GMITERKO A., KELEMEN M., DOVICA M., CAPAK M., 1999, Miniaturę Mobile Robot for Moving in a Tube with Smali Diameter, Proc. Internat. Conf. "Mechatronics and Robotics'99", Brno, 67-70.
• 6. HORNBORN E., 1987, Legierungen mit Formgedächtnis - Neue Werkstoffe für die Technik der Zukunft?, Metall, 5, 488-493.
• 7. MEISSNER M., SCHORT H-J., 1997, Metallfedern (Grundlagen, Werkstoffe, Berechnung und Gestaltung), Springer, Berlin.
• 8. OLESIN J.W., 1969, Konstrukciya i rashchyot pruzin s postoyannymi i izmienyayushchimsya w zadanykh peredelakh silovymi kharakteristikami pri peremennykh temperaturakh, Viestnik mashinostroeniya, 49, 4.
• 9. ROMANKiEWiCZ F., SKOCOVSKY P., GOROCKIEWICZ R., 1996, Niekonwencjonalne materiały konstrukcyjne, Politechnika Zielonogórska, Zielona Góra.
• 10. SCHULE W., 1968, Das Setzverhalten von Schraubenfedern aus ölschluss-vergüteten Drähten in der Wärme, Draht, 19, 4, 5, 9.
• 11. SCHLEGL M., 1995, Ni-Ti - Formgedächtnislegierungen unter zyklischer Be¬anspruchung im pseudoelastischen Zustand (Anwendungen aus dem Automo¬bilbau), Dissertation zur Erlangung des Grades Doktor-Ingenieur, Fakultät für Maschinenbau, Ruhr-Universität Bochum.
• 12. STÖCKEL D., 1993, Superelastische Nickel-Titan-Legierungen. Eigenschaften und Anwendung, Metall, 8, 728-733.
• 13. Publications TiNi Alloy Company and Nitinol Development Corporation, California, USA, in Internet, 1999, (www.sma-mems.com).