Совершенствование моделей динамики адаптивно-управляемых элементов и приводов на основе функциональных материалов

А. Л. Николаев, В. А. Полищук, Т. П. Задорожная

Национальный университет кораблестроения имени Адмирала Макарова, просп. Героев Украины, 9, 54000 Николаев, Украина

Получена: 15.10.2019; окончательный вариант - 05.05.2020. Скачать: PDF

Проведено исследование термомеханических процессов в материалах и элементах с эффектом памяти формы (ЭПФ) и моделирование динамики элементов и приводов на основе сплавов с памятью формы с учётом адаптационных свойств с целью создания адаптивно-управляемых термомеханических двигателей или приводов, терморегуляторов и средств автоматизации технологических процессов. Исследовано влияние режимов термоциклирования и величины деформации наведения ЭПФ на степень обратимости деформации, реализацию эффекта обратимой памяти формы, величины возбуждаемого усилия и восстанавливаемой деформации. Построена обобщённая динамическая модель технического средства на основе термосиловых элементов с ЭПФ, формализовано описывающая его адаптивное управление, на основе которой могут быть синтезированы алгоритмы адаптации. Разработанные модели могут быть использованы при расчёте и проектировании различных термомеханических двигателей и приводов, терморегуляторов, термокомпенсаторов и демпфирующих устройств на основе элементов из сплавов с ЭПФ и при синтезе алгоритмов адаптивного управления непрерывного и дискретного класса в режимах терминального управления, самонаведения и стабилизации.

Ключевые слова: эффект памяти формы, мартенситное превращение, моделирование, деформационно-силовые характеристики, термомеханический привод, адаптивное управление.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i06/0885.html

PACS: 02.30.Yy, 62.20.fg, 64.60.Ej, 81.30.Kf, 81.40.Gh


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Y. F. Li, X. J. Mi, J. Tan and B. D. Gao, Mater. Sci. Eng. A, 509: 8 (2009). Crossref
  2. K. Otsuka and X. Ren, Prog. Mater. Sci., 50: 511 (2005). Crossref
  3. K. Kuribayashi, K. Tsuchiya, Z. You, D. Tomus, M. Umemoto, T. Ito, and M. Sasaki, Mater. Sci. Eng. A, 419: 131 (2006). Crossref
  4. L. G. Bujoreanu, Mater. Sci. Eng. A, 481: 395 (2008). Crossref
  5. S. N. Solovyev and V. A. Polishchuk, Vestnik Dvigatelestroyeniya, Zaporozhye: OAO ‘Motor Sich’, No. 2: 25 (2004) (in Russian).
  6. V. Di Cocco, F. Iacoviello, C. Maletta, and S. Natali, Int. J. Fatigue, 58: 136 (2014). Crossref
  7. V. Di Cocco, F. Iacoviello, S. Natali, and V. Volpe, Frattura ed Integrità Strutturale, 30: 454 (2014). Crossref
  8. A. Carpinteri, V. Di Cocco, G. Fortese, F. Iacoviello, S. Natali, C. Ronchei, D. Scorza, S. Vantadori, and A. Zanichelli, Acta Mechanica et Automatica, 12(2): 105 (2018). Crossref
  9. V. A. Polishchuk, O. L. Nikolaev, and T. P. Zadorozhnaya, Zbirnyk Naukovykh Prats Natsionalnogo Universytetu Korablebuduvannya, No. 1: 26 (2016). Crossref
  10. C. Maletta, Int. J. Fracture, 177: 39 (2012). Crossref
  11. C. Maletta and F. Furgiuele, Acta Mater., 58: 92 (2010). Crossref
  12. C. Maletta, F. Furgiuele, and E. Sgambitterra, Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, 36: 903 (2013). Crossref
  13. T. Baxevanis and D. Lagoudas, International Journal of Fracture, 191: 191 (2015). Crossref
  14. S. W. Robertson, A. Mehta, A. R. Pelton, and R. O. Ritchie, Acta Mater., 55: 6198 (2007). Crossref
  15. K. Gall, J. Tyber, G. Wilkesanders, S. W. Robertson, R. O. Ritchie, and H. J. Maier, Mater. Sci. Eng. A, 486: 389 (2008). Crossref
  16. V. A. Polishchuk, Zbirnyk Naukovykh Prats Natsionalnogo Universytetu Korablebuduvannya, No. 2: 87 (2000) (in Russian).
  17. S. N. Solovyev, V. A. Polishchuk, and O. L. Nikolaev, Aerospace Technic and Technology, No. 10/26: 183 (2005) (in Russian).
  18. A. V. Timofeyev, Adaptivnye Robototekhnicheskiye Kompleksy [Adaptive Robotic Systems] (Leningrad: Mashinostroyenie: 1988) (in Russian).
  19. A. V. Timofeyev, Postroeniye Adaptivnykh Sistem Upravleniya Programmnym Dvizheniyem [Construction of Adaptive Motion Control Systems] (Leningrad: Energiya: 1980) (in Russian).