防撞车租赁， 防撞车出租， 中山防撞车出租    形状记忆合金材料阀体驱动结构设计方法？   形状记忆合金材料具有通电激励后回复显著变形至原始形状的性能。在常温下对马氏体丝施加作用力拉伸形状记忆合金丝达到至多8%的应变，通过热激励或通电激励的方式转变合金内部马氏体金属相，获得激励后的转化位移作为驱动器的驱动元件。对比其他驱动原理特性，形状记忆合金具有其相对独特的特性：1. 产生高驱动应力的潜力。具体化量值上而言，直径2mm的合金丝可承受的驱动负载达到其自身4000倍的重量。2. 无噪声驱动。对比电磁驱动等驱动方式，基于形状记忆合金丝设计的驱动器在驱动过程中无明显噪声，这对汽车舒适性方面有极大的应用空间。 本文结合开关阀的微流体结构形式，提出两种基于形状记忆合金丝驱动的阀门结构设计，并选择更为合理的方案进行后续的分析研究。

 

    1 阀体结构形式：小型气体阀门的设计形式主要包括座阀和闸阀。其中座阀为目前多数阀门设计时所采用的结构形式，其特点在于在驱动过程中阀门（阀芯）的运动方向是朝着或远离阀口运动。在传统座阀中，驱动机构在打开阀芯时需要抵消气体的气压，研究人员往往采用压力平衡方案或优化阀芯的方式进行阀体设计。相应的，一些研究人员采用垂直于阀口运动的阀门设计来调节流量，称之为闸阀。相较于座阀，闸阀阀芯工作时在其运动方向上不受气体的直接作用，导致对驱动阀芯的输出力要求降低。但闸阀的阀芯由于气体作用在阀芯上的力也会导致阀芯与其他部件间的摩擦难以量化。 

 

    防撞车租赁， 防撞车出租， 中山防撞车出租 http://www.19851117.com  

     2 阀体结构设计：本文对根据气体微阀两种微流体结构设计形式分别设计基于闸阀与座阀的阀门驱动器。为实现在阀芯运动过程中和阀口气流方向相垂直，采用形状记忆合金丝驱动拨叉旋转阀芯，采用单根SMA丝进行驱动，搭配扭转弹簧进行复位操作。利用滑轮组来增加参与驱动的合金丝原长以达到驱动阀芯的旋转角度要求。模型在常闭情况下利用弹簧预紧力将旋转阀芯压紧在阀口处，通电激励后利用形状记忆合金丝驱动拨叉旋转阀打开阀口。该模型的优点是：利用滑轮组增加合金丝有效驱动行程，利用闸阀设计原理控制接入通路的气流大小。模型的缺点是：在阀芯驱动过程中拨叉体与阀芯间的滑动摩擦难以量化，不利于对模型进行分析。在增加滑轮组的影响下，阀门整体结构相对复杂。 基于座阀设计的阀门结构：部分合金丝绕远端圆柱缠绕，利用缠绕段合金丝和直线段合金丝的驱动总长驱动，利用合金丝驱动阀芯绕远端固轴旋转达到阀芯向着或远离阀口运动的效果。提出模型后，通过3D打印阀芯模型样机搭配直径50微米SMA丝装配，通电激励后验证该阀芯方案的可行性。该模型的优点是：阀芯结构简单，避免驱动位移累加装置造成模型结构复杂。模型的缺点是：旋转阀芯与远端圆柱之间运动副间的滑动摩擦难以避免，难以量化分析。 

         

 

    综上，本文在综合闸阀和座阀设计原理，为避免运动副间难以分析的摩擦，避免模型结构复杂，保留缠绕段SMA建模形式，提出改进的阀芯驱动形式。合金丝的布置形式包括缠绕段SMA丝和直线段SMA丝。模型利用柔性铰链替代旋转运动副，避免运动副间难以分析的摩擦。模型可利用弹簧或阀芯搭配固定质量初始时拉伸SMA丝使阀口处于常闭状态。根据阀芯的运动形式，模型属于座阀设计形式。由于搭配弹簧的开关阀在后续推导开关阀SMA丝力学模型研究过程中较复杂，本研究利用产生恒力的质量块代替SMA开关阀中的弹簧。为保证阀口顺利打开，初始时SMA丝与旋转阀芯间角度呈大锐角，但由于夹角在工作过程中变化较小，且为方便后续分析，研究过程中均假定该角度为直角。开关阀模型初始参数为：基板19×19mm，缠绕段圆柱鼓直径15mm，选用SMA丝直径0.15mm，参与驱动的合金丝总长约150mm。

      防撞车租赁， 防撞车出租， 中山防撞车出租