بررسي خيز تير كامپوزيتي موج‌دار به كمك سيم آلياژ حافظه‌دار

Evaluation of corrugated composite beam deflection by shape memory alloy wire

در اين پژوهش يك تير كامپوزيتي موج دار با سيم آلياژ حافظه دار تحريك شده است. آلياژ حافظه دار بر روي سطح تير كامپوزيتي قرار داده شد. با افزايش دماي سيم حافظه‌دار، تغيير فاز مارتنزيت به آستنيت در سيم ايجاد شد. پس از تغيير فاز، طول سيم كاهش‌يافته و تير تحريك شد. پارامترهاي جابجايي تير، نيرو و جريان الكتريكي اندازه گيري و با استفاده از مبدل آنالوگ به ديجيتال، به رايانه منتقل شد. براي تعيين دما از معادله ديفرانسيل انتقال حرارت سيم استفاده شده است. همچنين از مدل برينسون به منظور مدل‎سازي رفتار آلياژ حافظه دار استفاده شد. نتايج نشان داد كه رفتار آلياژ حافظه دار در مدل برينسون مشابهت خوبي با نتايج تجربي دارد. امّا در دماهاي كمتر از شروع استحاله مارتنزيتي، تنش آلياژ در آزمايش هاي تجربي بر خلاف مدل برينسون به صفر ميل كرده است. همچنين با توجه به تاثير آموزش بر عملكرد آلياژ حافظه دار و نيز آزمون گرماسنجروبشيتفاضلي، دماهاي شروع و پايان استحاله در آزمايش هاي تجربي با مدل برينسون اختلاف دارد. نتايج تجربي نشانگر آن است كه با تركيب سازه كامپوزيتي موج دار و آلياژ حافظه دار مي توان به سازه هوشمندي دست يافت كه در راستاي موج به واسطه مقاومت خمشي كم تحريك‌پذير بوده؛ درحالي‌كه مقاومت خمشي سازه راستاي عمود بر موج بالا است. اين امر سبب نزديك شدن اين سازه ها به كاربردهاي واقعي مي گردد.

In this study, the corrugated composite beam is actuated by shape memory alloy wire (SMAw). SMAw was placed on the surface of composite beam. Martensite to austenite transformation occurs by increasing of SMAw temperature. After transformation, SMAw length decrease and beam actuated. Beam displacement, force and current are measured and by A/D board transferred to computer. For evaluation of temperature in SMAw, the Heat transfer differential equation is used. Also Brinson’s model is used for modeling of SMA behavior. The results show that SMA behavior in Brinson’s model is good agreement with experiments. But in lower temperatures than martensitic transformation state, the SMA stress is equal to zero in experiment unlike Brinson’s model. Also considering the SMA training and DSC test, for some temperatures in the experimental results, the start and end transformation temperatures are different to Brinson’s model. The results show as using SMAw in the corrugated composite, smart structures can be achieved that in corrugation direction is irritable, whereas in Perpendicular to the direction, corrugated composite bending strength is high that lead to using this structure in engineering application.