【摘 要】
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形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)丝由于其优异的驱动性能,被广泛用于驱动器中.驱动器工作过程中,SMA丝处于热机械循环加载状态,循环的激励温度和偏置应力对SMA丝的
【机 构】
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北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京,100191
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形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)丝由于其优异的驱动性能,被广泛用于驱动器中.驱动器工作过程中,SMA丝处于热机械循环加载状态,循环的激励温度和偏置应力对SMA丝的热机疲劳寿命、驱动性能影响非常大.基于此,本文利用SMA疲劳性能试验系统(如图1),对直径为0.3 mm的SMA丝进行了不同激励温度、不同偏置应力下的热机械疲劳性能试验研究.结果表明,较高的激励温度和偏置应力都会加快SMA丝驱动性能衰减,大幅降低SMA丝的疲劳寿命.同时,随着激励温度或偏置应力的增加,SMA丝的失效模式会发生改变,在低激励温度(<175 oC)或小偏置应力(<170 MPa)时,SMA丝断口平齐,没有明显颈缩,失效模式为热机疲劳失效,而在高激励温度(>175 oC)或大偏置应力(>170 MPa)时,断裂区域具有明显的塑性流动特征,呈现超塑性断裂失效模式.此外,在小偏置应力和低激励温度条件下,SMA丝不仅具有最佳的疲劳性能、驱动性能,其驱动性能随循环次数的衰减也很小,非常适合用于SMA驱动器.本文的研究工作从不同热机械循环条件下的疲劳寿命、失效模式、驱动性能三方面展开,系统研究了SMA丝在驱动器应用中疲劳问题,在SMA丝驱动器设计中具有重要的意义.
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