مدلسازی ریاضی و تحلیل رفتار یک نوع محرک SMA مرکب از آلیاژ حافظه دار و الاستومر در شرایط ایستا

محرک های SMA نوع جدیدی از کاراندازهای نیرو-جابجایی هستند که در آنها از ویژگی بازیافت شکل آلیاژهای حافظه دار بمنظور تولید نیرو و جابجایی بهره گرفته میشود. در این مقاله برای پاسخ سازه ای ایستای یک نوع محرک SMA به تحریک حرارتی یک مدل ریاضی ارائه گردیده است. این محرک دارای ساختار تیر لایه ای مرکب با مقطع مستطیل توخالی متشکل از لایه های آلیاژ حافظه دار و الاستومر میباشد و قابلیت حرکت و اعمال نیرو در سه بعد را دارد . در این مدلسازی رفتار ترمومکانیکی لایه های SMA بوسیله یک معادله مشخصه ارائه شده توسط دو نفر بنامهای Rogers و Liang ،بهمراه یک معادله سینتیک تبدیل فاز خطی،بیان گردیده است. رفتار ترموالاستیک لایه های الاستومر بوسیله معادله هوک و با احتساب تغییرات مدول الاستیسیته آن با درجه حرارت ،بیان شده است. روابط نیرو-تغییر شکل در محرک توسط فرم کلی معادلات کلاسیک تیرها با احتساب کرنش صفحه میانی در آنها،بیان گردیده است. این مدل ریاضی در نهایت جوابهای صریحی برای پاسخ سازه ای محرک،شامل کرنش صفحه میانی و انحناء آن بدست میدهد. در آخر،نتایج کلی بدست آمده در این مدلسازی بر روی حالت خاصی از این محرک که بورت یک تیر یکسر گیردار با مقطع مربع بوده و در انتهای آزاد خود یک نیروی متمرکز عرضی را حمل مینماید ، اعمال گردیده ونتایج عددی آن توسط یک برنامه کامپیوتری محاسبه و در نمودارهایی ارائه شده است. این نتایج نشان میدهند که وقتی تبدیل فاز در لایه SMA گرمایش داده شده آغاز میشود، تغییرات زیادی در پاسخ سازه بوجود می آید ، که ناشی از ایجاد بازیافت کرنش در این لایه است.