目前汽車上需要驅(qū)動的活動部件已經(jīng)超過200多個,隨著人們對汽車智能化的不斷追求,這個數(shù)量還將繼續(xù)增加,汽車越來越成為驅(qū)動結(jié)構(gòu)的集合體。利用形狀記憶合金（SMA）作為驅(qū)動元件的柔性驅(qū)動器能夠克服傳統(tǒng)驅(qū)動器結(jié)構(gòu)笨重、沖擊噪聲大等缺點,在越來越重視成本、空間、舒適性的今天,SMA柔性驅(qū)動器的研究和應(yīng)用具有很好的發(fā)展前景。利用SMA的形狀記憶效應(yīng)（SME）,可以將SMA作為驅(qū)動元件用于驅(qū)動結(jié)構(gòu)上。SMA的阻值較大,因此可以通過直接通電加熱的方式實現(xiàn)驅(qū)動器的作動,具有驅(qū)動方便、控制簡單等優(yōu)點,具有多自由度、可任意調(diào)節(jié)形狀的外部柔性支撐使得驅(qū)動結(jié)構(gòu)能夠以任意形狀布置在汽車上的狹窄空間內(nèi),有利于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的微型化和輕量化。本文對SMA絲的驅(qū)動特性進行了詳細的理論分析和實驗研究,在此基礎(chǔ)上以SMA絲作為驅(qū)動元件,設(shè)計一種帶有拉壓彈簧的偏置式雙程柔性驅(qū)動器,并對該驅(qū)動器進行理論和實驗研究,論文的主要工作內(nèi)容和結(jié)果有:（1）對SMA絲進行不同實驗條件下的力學(xué)和熱力學(xué)的靜力拉伸實驗,獲得SMA絲的材料屬性,為之后的理論分析和有限元仿真提供材料參數(shù),并獲得通電電流、彈簧剛度及柔性管彎曲曲率等因素對SMA絲驅(qū)動特... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 形狀記憶合金材料的研究現(xiàn)狀及進展
    1.3 形狀記憶合金的基本特性
        1.3.1 形狀記憶效應(yīng)
        1.3.2 超彈性
        1.3.3 電阻特性
    1.4 形狀記憶合金的應(yīng)用研究
        1.4.1 SMA在航空領(lǐng)域的應(yīng)用研究
        1.4.2 SMA在航空領(lǐng)域的應(yīng)用研究
        1.4.3 SMA在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用研究
    1.5 形狀記憶合金絲柔性驅(qū)動器研究概況
    1.6 本文研究內(nèi)容
第2章 SMA的基本力學(xué)和熱力學(xué)性能實驗
    2.1 引言
    2.2 SMA的基本力學(xué)和熱力學(xué)性能實驗研究
        2.2.1 循環(huán)次數(shù)對SMA絲驅(qū)動性能的影響
        2.2.2 應(yīng)變率對SMA絲驅(qū)動性能的影響
        2.2.3 應(yīng)變幅值對SMA絲驅(qū)動性能的影響
        2.2.4 溫度對SMA絲驅(qū)動性能的影響
        2.2.5 最大可回復(fù)應(yīng)變的測試
    2.3 SMA無應(yīng)力相變溫度的測量
    2.4 本章小結(jié)
第3章 SMA絲在不同載荷下的驅(qū)動特性研究
    3.1 前言
    3.2 SMA雙程驅(qū)動器
        3.2.1 偏置式雙程驅(qū)動器
        3.2.2 差動式雙程驅(qū)動器
    3.3 SMA絲的驅(qū)動特性研究
        3.3.1 SMA絲在恒定載荷下的驅(qū)動特性研究
        3.3.2 SMA絲與不同剛度彈簧串聯(lián)的驅(qū)動特性研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 SMA絲柔性驅(qū)動器的設(shè)計及理論分析
    4.1 驅(qū)動器模型
        4.1.1 SMA絲的本構(gòu)模型
        4.1.2 SMA偏置式雙程驅(qū)動器的本構(gòu)模型
        4.1.3 SMA絲的熱力學(xué)模型
    4.2 偏置式雙程柔性驅(qū)動器的設(shè)計研究
        4.2.1 偏置式雙程柔性驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究
        4.2.2 偏置式雙程柔性驅(qū)動器SMA絲直徑及長度設(shè)計研究
        4.2.3 SMA偏置式雙程驅(qū)動器的動力學(xué)模型
        4.2.4 驅(qū)動器偏置彈簧的設(shè)計研究
        4.2.5 驅(qū)動器柔性支撐的研究
        4.2.6 PWM加熱方式的研究
    4.3 驅(qū)動器的仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 SMA柔性驅(qū)動器的驅(qū)動特性試驗研究
    5.1 引言
    5.2 柔性驅(qū)動器樣機制作
        5.2.1 3D打印技術(shù)
        5.2.2 3D樣機制作
    5.3 SMA絲柔性驅(qū)動器在不同通電電流下的驅(qū)動特性研究
    5.4 SMA絲柔性驅(qū)動器在不同剛度的彈簧下的驅(qū)動特性研究
    5.5 SMA絲柔性驅(qū)動器在不同曲率的柔性支撐下的驅(qū)動特性研究
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于SMA的飛行器變體機翼驅(qū)動結(jié)構(gòu)研究[J]. 楊媛,徐志偉.  兵器材料科學(xué)與工程. 2010(01)
[2]采用智能材料的變彎扭機翼實驗研究[J]. 黎軍,秦燕華,白濤,于哲慧,李巖.  空氣動力學(xué)學(xué)報. 2009(05)
[3]TiNi形狀記憶合金彈性耦合系統(tǒng)的驅(qū)動特性[J]. 懷利敏,張來斌,崔立山,姜大強,蔣小華.  石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(03)
[4]形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動方式研究[J]. 李明東,馬培蓀,馬建旭,儲金荻,奚漢達.  機械設(shè)計與研究. 1999(03)
[5]NiTiCo形狀記憶合金在緊固鉚釘上應(yīng)用的研究[J]. 楊海波,邵自昌,沈善初,洪偉卿,楊士偉,秦桂英,劉列義.  上海鋼研. 1981(04)

碩士論文
[1]形狀記憶合金汽車吸能裝置特性研究[D]. 吳志鵬.吉林大學(xué) 2017
[2]絲式形狀記憶合金汽車門鎖驅(qū)動器理論分析與實驗研究[D]. 鄭國龍.吉林大學(xué) 2016
[3]基于SMA的多關(guān)節(jié)擺動式驅(qū)動器的研究[D]. 王平團.哈爾濱工程大學(xué) 2007



本文編號：3159153