形状记忆合金驱动的可变翼梢小翼设计与验证

作     者：谷小军 周炳楠 王文龙 杨建楠 朱继宏 张卫红 GU Xiaojun;ZHOU Bingnan;WANG Wenlong;YANG Jiannan;ZHU Jihong;ZHANG Weihong

作者机构：西北工业大学无人系统技术研究院西安710012 西北工业大学航宇材料结构一体化设计与增材制造装备技术国际联合研究中心西安710012 西北工业大学金属高性能增材制造与创新设计工信部重点实验室西安710012 

基　　金：国家自然科学基金(51790171 51761145111 51735005 11722219)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第17期

页      码：49-57页

摘      要：智能材料如形状记忆合金、压电材料、磁致伸缩材料等,可将驱动、承载、变形、传感集于一体,可作为驱动结构代替传统复杂作动机构,显著提高系统的紧凑性。为满足现有航空航天变体结构的实际需求,设计并验证了一种形状记忆合金(Shape memory alloy, SMA)驱动的可变翼梢小翼。基于开发的三维SMA本构模型,对SMA杆件驱动的翼梢小翼变形过程进行了数值仿真,并分析了不同SMA杆型对翼梢小翼变形能力的影响。结合增材制造技术,对设计出的变形翼梢小翼进行样机制作。进行了单次变弯、往复变弯试验验证,并与数值仿真结果进行分析对比。结果表明,试验测得变形数据和仿真结果吻合良好,设计出的变形翼梢小翼具有较好的变形能力和效果。最后分析了SMA杆冷却速度对变形能力的影响,评估了翼梢小翼变形过程中出现蒙皮屈曲的原因并提出了后续研究方案。

主 题 词：变形翼梢小翼 变体结构 形状记忆合金 数值仿真 

学科分类：08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2022.17.049

馆 藏 号：203115487...