השימוש במיזכות זיכרון צורה במערכות דמפיקה מתאימות לדידדות

שימוש ב- Shape Memory Alloys ב-Vbration Damping Systems

רטטים מכניים בלתי רצויים מגפים כמעט כל מבנה מונדס, משחקני שחקים המקיפים ברוח עד לרקרקבים מסוקים רוטטים רוטטים רוטטים רוטטים רוטטים רוטטים בתדירות גבוהה.שיטות לחות פסיביות מסורתיות – הרצים מסורתיים, לחות נוזליים, מכוונן לחות ההמונים - יעילים אך סטטיים: הם נועדו עבור קבוצה מסוימת של תנאי הפעלה והפסדים כאשר תדרים או שינוי תחליפי.

צורת הזיכרון Alloys (SMAs) התפתחה כחומר עמידה עבור מערכות הסתגלות אלה. כי הם יכולים לעבור שינויים, אנרגיה-אבסורת שינויים שלב, SMAs יכול להיות מכוון כדי לנתק אנרגיה רטט על פני ספקטרום רחב של תנאים. מאמר זה בוחן את המדע מאחורי SMAs, איך הם משולבים במערכות לחות הסתגלות, יתרונות מרכזיים שלהם, יישומים נוכחיים על פני ספקטרום רחב של תחומים.

מה הם Shape Memory Alloys?

Shape Memory Alloys הם חומרים מתכתיים הקיימים בשני מבני גביש נפרדים - או שלבים - בטמפרטורות שונות.השימוש הנפוץ ביותר SMA הוא Nitinol, ⁇ של בערך חלקים שווים ניקל טיטניום (NiTi) שתי משפחות חשובות אחרות הן SMAs מבוסס נחושת (CuZnAl, CuAlNitinol) ו SMAs מבוסס ברזל (FenSi), אבל Nitinol שולט יישומים מעשיים בשל צורת הזיכרון העליון שלה ועצבו.

שלב הטרנספורמציה Mechanism

(ב) [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]]] [ה]]]] [ה]]]] [ה]]]] [ה]]]][ה]]]]] [התחילה [ה] היא] ה[[המאה ה-20], ו[[ה[[המאה]], היא בעלת משמעות גדולה יותר מ[[ה[[ה[[ה[[ה[[המאה ה-20]],]],]],]],]], ו[[ה[[ה[[ה[[1924]],]],]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]],]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]],]], [[1924]], [[1924]], [[ה[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[[[1924]], [[

בתופעה הקשורה בשם FLT:0 (על-יסודות) (או פסאודומטיזם), SMA מפורז בטמפרטורה מעל AFLT:2fcioFLT 3: 3 עובר טרנספורמציה מושרה מתח מ anustenite to Martensite. כאשר הלחץ הוסר, המרימים חוזרים לאוסטטי, ומקוריים הם בדיוק צורה של מטבולית, אשר הופכת את המרחץ גדול עבור מטבולית, בדיוק כפי שהלחץ גדול הוא מראה.

כיצד SMAs משמשים ב-Vbration Damping

בלחיצת רטט אדפטיבית, SMAs משמשים באחת משתי מצבים: פסיבי (על-טבעי) לחיב או פעיל (מבוקר נשלט) לחיבוק מערכות רבות.

הרעלת סופרליסטי (Passive)

כאשר SMA נמצאת במצב העל-יסודי (כלומר, מעל AFLT:0freaFLT:1), טעינה מחזורית מייצרת לולאה של hysteresis בלחץ רחב.כל מחזור מתפזר אנרגיה מכנית כמו חום, ישירות צמצום של רטט ampude.זה דומה בעיקרון להיסטריה שנמצאת בגומי, אבל SM כמו גם להפחתה של אנרגיה חיצונית, באופן מיידי, ללא יכולת גבוהה יותר, כלומר, כלומר, 000 של אנרגיה, באופן מיידי, ללא השפעה על פני 20 פעמים, 000, באופן מיידי, על פני קיבולת גבוהה יותר, על פני קיבולת גבוהה יותר, 000.

Active Damping באמצעות Thermal control

בלחיצת פעילה, SMA משמש כפועל, כמו גם לחיר. A טיפוסי ההתקנה כוללת חוטי SMA או מעיינות מוטבע במבנה.כאשר הרטט מזוהה - לעתים קרובות על ידי accelerometer או חיישן אדזואלקטרי - מעגל בקרה שולח זרם חשמלי באמצעות רכיבי SMA, בניגוד להם.

מערכות אקטיביות מורכבות יותר מאלה פסיביים אבל מציעים טוביליה: אותו אלמנט SMA יכול לספק לחות גבוהה עבור קבוצה אחת של תנאים ולחות נמוך (או נוקשות גבוהה) עבור אחר.לדוגמה, ברוטטורcraft, חוטי SMA שורש הלהב יכולים להתאים את המגרש של הלהב תוך כדי לחוט את הרטטים מובילים.

מערכות היברידיות

עיצובים מודרניים רבים משלבים SMAs עם חומרים חכמים אחרים. AFLT:0hybrid SMA-piezoelectric moisterFLT:1 משתמש חיישן אדזואלקטרי כדי לזהות רטט ועיגול כדי לחמם את SMA כדי לעורר לחות.מערכות אחרות משלבות SMAs עם מגנטיאורית (MR) נוזלים או אלקטרורולוגי (ER) נוזל, יצירת קערות מתפתלות לשרשרת לחבית במיוחד עבור מכשירים היברידיים וגמישות.

יתרונות מרכזיים של SMA-מבוססים על דמים

Shape Memory Alloys מציעים קבוצה של תכונות שהופכות אותם מתאימים במיוחד עבור רטט הסתגלותי לחות:

• (FLT:0) צפיפות אנרגיה גבוהה של פיזור אנרגיה: hysteresis לולאה ב- SMAs סופר-אלגנטי יכול להיות רחב מאוד, ומאפשר נפח קטן של חומר לספוג כמות גדולה של אנרגיה רטט. יחס דמיון של 0.05-0.20 (לחות קריטית) הם מתכות אכילות, הרבה יותר קונבנציונאליות.
• (FLT:0) הסתגלות בזמן אמת: 1) שלא כמו לחים קדמוניים פסיביים, SMAs יכול לשנות את המאפיינים החמצים שלהם על זבוב - או על ידי בקרת טמפרטורה (אקטיבי) או על ידי תגובה ברמת הלחץ (האפקט הנקה עצמו משתנה עם אמפליטודה, מתן הסתגלות טבועה).
• (FLT:0) התנגדות של משטר העל-העל-יסודי: איור FLT ( 1:1 במתחים מתחת ל-6%, ניטינינול יכול לעבור מיליוני מחזורים ללא השפלה משמעותית, בתנאי שהוא אינו מחממת במהלך טרנספורמציה.
• (FLT:0) מרבי פונקציונליות: FLT:1eur; רכיב SMA יכול לשמש בו זמנית כמרכיב מבני, פועל, וחם.זה חוסך משקל וסימולציות עיצוב - במיוחד יקר ביישומים אווירוקליים ומכוניות.
• (FLT:0)Zero כוח דרישה במצב פסיבי:FearLT:1 ; מינוף סופרליסטי דורש לא אלקטרוניקה, אין חיישנים, ואין אספקת חשמל. עבור מיקומים מרוחקים או בלתי נגישים (למשל, צינורות, פלטפורמות מחוץ לחוף), זהו יתרון מכריע.
• (FLT:0Broad תדירות טווח: 1FLT:1 ⁇ מבוסס SMA יעילים מתנועות סיסמית הרץ למאות הרץ עבור רטט מכונות.המנגנון היסטריה הוא למעשה תלות בתדר על פני טווח רחב, אם כי שיעורי חימום יכולים לכפות רוחב פס במערכות פעילות.

היתרונות האלה הובילו מחקר אינטנסיבי ואימוץ מסחרי ראשוני.

מגבלות ושיקולי עיצוב

• (ב) טמפרטורות הטרנספורמציה שלב הן רגישות רבה לסגסוגת ועיבוד. סטייה קטנה מההמטרה AIRFLT:2figFLT 3:2fuaFLT 3 יכולה להפוך לח יותר בטמפרטורה התפעולית.זה דורש סובלנות ייצור הדוקה ולעתים טיפול חום מותאם לכל אצווה.
• (FLT:0) מהירות הפעולה של מערכות פעילות:FreaLT:1) מינוף חוט SMA כדי לגרום אפקט הזיכרון הצורה לוקח זמן - באופן קטי עשרות עד מאות שניות, בהתאם לקוטר חוט וכוח קלט.עבור שליטה גבוהה רטט (above - 100 הרץ), אינרטיה תרמית זו יכולה להיות גורם מגביל.
• (FLT:0) Cost:BuildFLT:1 ניטניול הוא יקר משמעותית פלדה או אלומיניום. עם זאת, כי רק כרכים קטנים נדרשים עבור לחות יעילה (לעתים קרובות כמו חוטים דקים או ribbons), עלייה של המערכת הכוללת עשויה להיות צנועה.
• (FLT:0Functionalעייפות:FLT:1 מעל מחזורים רבים, אפקט זיכרון הצורה יכול לפגום (עייפות פונקציונלית), במיוחד אם ⁇ מתוחה שוב ושוב ליד הזן המרבי שלה להתאושש.זה תוצאות אובדן הדרגתי של יכולת לחבית או מתח התאוששות. ניהול זן זהיר ושימוש בסגסוגת חדשה יותר יכול להקטין את זה.

תגיות SMA-מבוססות על התחממות

SMA לחיצים עברו מהמעבדה ועד לפריסות בעולם האמיתי על פני מגזרים רבים.

חללי תעופה

תעשיית החלל הייתה אחת המאמצות המוקדמים ביותר, המונעת על ידי הצורך להפחית עייפות מושרה רטט ורעש תא.FLT:0 Helicopter רוטטור bladesphFLT:1 לחוות עומסים דינמיים גדולים; הטמעת חוטי SMA לאורך טווח הלהב יכול לספק לחות מתאימה עבור תנועות מובילות וכובעים.

ב-FLT:0 , מטוסים מהונדסים של מטוסים 1FLT:1, SMA לחים משמשים במנועי צינורות כדי להפחית את הפאנל פלוטר, בהילוך נחיתה כדי לספוג זעזוע מגע לאחור, ובמתאים שיגור לווייניים כדי לחסן את הרטטים האלימים של פקיעוף.נאס"א ניסתה עם כבלי SMA לחסן את פריסת מערך השמש והאנטנה - הסתברות - פאסיבי, שם פתרון פסיבי, אפס קלוש, אפס קלוש, הוא פתרון הכרחי.

(ב) (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הנדסה אזרחית

בבניינים ובגשרים, לחיכים SMA משמשים כדי להפחית את הרטטים הסיסמיים והרוחיים. לחיכים הסיאיזם של SMAFLT:1] לעתים קרובות לנקוט בצורת חוטים או פסים שהונחו ב bracess או מערכי בסיס.במהלך רעידת אדמה, ההיסטריה העל-יסודית סופגת אנרגיה, צמצום הכוחות המועברים למבנה לאחר האירוע, ה-מרכז העצמי, עם המיקום המקורי-המולסטי-המי-המולהמולה.

כבלי SMA נבדקו גם ב-FLT:0bridge CableRatigalRatFLT ( 1:1 שליטה) להישאר כבלים על גשרים מוחזקים כבל יכול לעבור תנודות ענקי דגימה עקב הרוח והגשם. על ידי הצמדת SMA לחים ליד נקודות העוגן, יחס לחי הכבלים ניתן להגדיל כמה גשרים מקופלים ביפן ושילוב SMA מבוסס פיילוטים.

דוגמה בולטת לכך היא ה- 0Jindo BridgephcioFLT:1 בדרום קוריאה, שם הותקנו לחיחות המוניות של SMA לשלוט בתנודות הסיפון.

רכב

ברכבים, SMAs משמשים בהרים מנועים, השעיה של שיחים, וצריפים ממצה כדי להפחית רעש, רטט, קשיחות (NVH) FLT:0adtive Engine risingingerpherph 1:1 באמצעות חוטי SMA יכול נוקשה כאשר המנוע הוא idling (מקטין ⁇ ) ו רכך כאשר cruising (בהנחה גבוהה) הם גם כן, טיפול מותרות גבוהה.

גם לחיקת SMA מוחלת על מערכות השעיה מושבים:0 (FLT) 1 במשאיות כבדות וכלי רכב מחוץ לכביש.כאן, היכולת לספק ספיגה גבוהה של אנרגיה ומרכז עצמי מבטיח נוחות נהיגה אפילו על פני השטח המחוספס.

ייצור וחקירה

בייצור דיוק, רטטים ממכונות או חלקי תנועה פנימיים יכולים להרוס את איכות המוצר. SMA לחצרים בשימוש ב-FLT:0machine Tool ספינdlesph1:1 כדי לדכא צ'אט (דחיפה עצמית), המאפשר מהירויות חיתוך גבוהות יותר וסיום פני השטח טוב יותר.

עבור (FLT:0) מכשירים מדעיים-מדעיים של 1FLT:1, כמו סריקת מיקרוסקופים אלקטרונים ומיקרוסקופים כוח אטומי, SMA לח מבודד את הכלי מרטטים רצפת בנייה. הגודל הקטן שלהם צפיפות לחות גבוהה הם יתרון שבו החלל הוא חזק מגנטי שדות חייב להימנע (SMAs הם לא מגנטיים).

מכשירים רפואיים

אף על פי שלא בעיקר חשבו על ביישומי גילוח, SMAs באנטים רפואיים ומדריכים מספקים גם תואר של לחות רטט שניתן להועיל במהלך ההחדרה ובנוכחות של רטט פיזיולוגי.

פרספקטיבה עתידית

המחקר רודף באופן פעיל מספר כיוונים כדי להפוך את מערכות SMA לחיחות יותר, עמידות, ומסחריות.

חדש Alloy קומפוזיציה

⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

החוקרים גם חוקרים את המחקר (FLT:0) ברמה גבוהה יותר SMasFLT ( 1:1) - כלoys עם שינוי הדרגתי בהרכב לאורך חוט - כדי ליצור חיץ עם וריאציות חלקה בטמפרטורת הטרנספורמציה.זה יכול להרחיב את חלון הטמפרטורה ביעילות לחיבית ללא מערכות בקרה מורכבות.

אופטימיזציה של Micro Structure

גודל גרלין, מרקם, והפצה הקדם-ביתית משפיעים מאוד על SMA לחות. Ultrafine-gated Nitinol המיוצר על ידי עיוות פלסטי חמור (למשל, angular לחיצה) מראה עודף סופרליסטיות וחיי עייפות.FLT:0Additive ManufacturingFLT:1 (3D) מאפשר עכשיו יצירת מבנים ⁇ עם מטבוליים מותאמים רק חומרים אלה.

אסטרטגיות בקרה היברידית

השילוב של SMAs עם אינטליגנציה מלאכותית (AI) הטמעת שליטה ב- SMAs עם אלגוריתמים למידת מכונות יכול לחזות את הכוח החימום הדרוש כדי לשמור על לחות אופטימלית כמו שינוי תנאי הפעלה.לדוגמה, רשת עצבית המוכשרת על נתונים של טורבינת רוח יכול להתאים את כוח לחי SMA בזמן אמת כדי למזער עייפות.

ההיברידיות עם EF:0 יבולי אנרגיה אמפוטויים ההרחבה:1 , הוא גם נחקר.החום שנוצר על ידי שחיקה של SMA יכול להילקח באמצעות גנרטורים תרמואלקטריים לחיישנים כוח, יצירת לחיבית חכמה עצמית.

סטנדרטים ותיאום

לאימוץ רחב יותר בהנדסת חלל ואזרחי, קודים עיצוב וסטנדרטים נדרשים.ארגונים כמו FLT:0ASTM InternationalFLT:1 פרסמו סטנדרטים לבחינת תכונות SMA (למשל, ASTM F2516-14 עבור בדיקות Tenile של NiTi), אך הנחיות ספציפיות לתכנון לחות עדיין מתפתחות.

מסקנה

צורת הזיכרון Alloys הוכיחה את עצמם כאפשרות עוצמתית של רטט אדפטיטיבי לחות.שילוב ייחודי של פיזור אנרגיה גבוה, רב-תפקודיות, ואת היכולת לכוון תכונות לחות בזמן אמת - או באופן פסיבי באמצעות סופרליסטיות או באופן פעיל באמצעות שליטה תרמית - הופך אותם הכרחיים לאתגרים הנדסיים מתקדמים.ממסוקים ועד לפסיביות, כלים מדויקים להשתלתים רפואיים, SMAers כבר ביצועים טובים ושיפורים.

מחקר מתמשך לסגסוגת חדשה, ייצור תוספים, היברידיות הנשלטות על ידי AI, וסטנדרטיזציה ירחיבו את טווח היישומים שלהם ויפחיתו את העלויות. כמו הביקוש לשליטה חכמה, קלה ויעילה של רטט גדל, צורה של זיכרון Alloys הם מופעלים להיות כלי סטנדרטי בערכת המהנדס של הרטט.

(ב) [ה] [ה]] [ה]], [ה]], [ה]], [ה], [ה]], [ה]], [ה]]], [ה]], [ה], ראו [ה] את הסקירה המפורטת של הבקשות המחץ העל-טבעיות של המדעים (ה':5]:5]