新型SMA扭转驱动器的运动变换机理与优化设计研究

项目名称： 新型SMA扭转驱动器的运动变换机理与优化设计研究

项目编号： No.50975269

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 杨杰

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 40万元

中文摘要： 针对机器人与智能变形飞行器领域中对轻质、紧凑、大扭矩、大扭转角度SMA驱动器日益增长的迫切需求，提出一种将SMA丝轴向正应变恢复变形转换为弹性螺旋结构扭转运动输出的新型SMA扭转驱动器。研究SMA热/力耦合动态行为和本构模型，进而建立该SMA扭转驱动器的多场耦合动力学模型，通过数值模拟和实验测试，揭示弹性螺旋结构和SMA丝等关键元件的主要几何与物理参数对该SMA扭转驱动器静动态综合性能的影响和定量关系，进而揭示该SMA扭转驱动器的运动变换机理，建立其优化设计模型并给出相应的求解方法，研究其尺度效应，并通过与其它扭转驱动器的对比研究验证其相对优越性，确定其适用范围，为该新型SMA扭转驱动器的工业化应用铺平道路。最后在深入认识该新型SMA扭转驱动器运动变换机理及其性能优化方法基础上，探索建立较完善的SMA扭转驱动器设计与优化理论，推动智能材料驱动器的发展。

中文关键词： 形状记忆合金；扭转驱动器；柔性机构；优化设计；系统动力学

英文摘要：

英文关键词： shape memory alloy；torsion actuator；compliant mechanism；optimum design；system dynaimcs