凭借着优异的热-机械特性,形状记忆合金（SMA）已越来越频繁地出现在执行器设计中。Ni Ti SMA丝具有较高的电阻率,可通过低电流焦耳加热方式激活执行器,实现短时快速响应。在激活执行器时,高温诱发马氏体逆相变,宏观上表现为Ni Ti SMA丝长度的缩短,并且内部的电阻也会随之发生改变。因此,SMA丝执行器的特性研究需要涵盖宏观上的变形量、响应时间、恢复时间以及内部的电阻等内容。然而,现有的电-热-机械研究在变形响应测试方面存在不足,并且SMA丝瞬态温度的测量难度大,相变动力学经验模型中待测参数数量繁多,难以适用于实际的工程应用。因此,有必要对SMA丝执行器展开全面地、系统地电-热-机械特性研究。本文将以Ni Ti SMA丝为研究对象,基于Logistic函数建立相变动力学模型。为了验证提出模型的有效性,本文根据SMA丝电-热-机械特性的影响因素设计并搭建SMA丝执行器综合特性测试装置,一方面通过控制变量法探究电压、应力、线径和对流形式对SMA丝变形响应的影响,另一方面验证基于电阻行为检测相变的可行性。最后,结合实验结果开展了适用于SMA丝执行器的参数选配、相变检测、功耗分析等研究。论文的主要研究内容如下:1.改进了基于Logistic函数的相变动力学方程,并理论分析了前者与指数函数模型、Brinson模型和高斯概率密度函数模型在相变下的区别。结果表明在Logistic函数形式的基础上,合理调整内部参数,能够改变相变曲线,具备趋势可调性。基于改进的相变动力学方程,本文建立了用于描述悬置恒载SMA丝执行器电-热-机械特性的一维本构模型、相变动力学方程、热力学方程和动力学模型。此外,在SMA丝的研究基础上,分析了SMA弹簧的热-机械行为。2.设计并开发了用于SMA丝执行器预处理和特性研究的实验装置。该装置以恒压源产生的焦耳热激活SMA丝,调整参数包括应力、应变、电压/电流、线径和对流形式等。其模块化设计满足了恒载热循环、定长变载荷两种实验环境的装置要求,实现了SMA丝执行器的时间响应特性和电阻特性研究的功能要求。3.在已开发的实验装置的基础上,研究了SMA丝在恒载热循环下的动态响应特性。此外,为防止SMA丝过热,提出了适用于截面直径较小的SMA丝温度计算经验模型。4.根据SMA丝的电阻行为,对相变过程进行了检测。利用热力学第一定律计算SMA丝加热过程的温度变化,并将电阻行为确定的相变温度与差示扫描量热仪测得的相变温度进行了比较。实验结果表明本文提出的电阻检测相变方法（RSF）较为准确地捕捉到了相变的起始点和终止点,可应用于SMA丝执行器的自感知驱动中,而无需外界传感器。此外,本文基于电阻检测相变方法提出了一种用于降低执行器功耗的激励方式。与脉冲宽度调制信号相比,该方法有效地降低了执行器功耗,实现了轻量化设计。本文提出了SMA丝执行器电-热-机械特性多因素耦合分析和电阻相变检测的方法,解决了执行器设计参数和驱动策略的优化问题,实现了SMA丝执行器的时间响应特性和电阻行为特性的研究目的,在执行器的实时相变检测、过热保护、降低功耗和自感知驱动等方面具有重要的理论意义和应用价值。