具有SMA驱动层的柔性蒙皮主动变形特性研究.pdf

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1、第37卷第4期兵器材料科学与工程Vo1．37No．42014年7月0RDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGJuly．20l4网络出时间：2014／6／2314：52网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／33．1331．TJ．20140702．1452．005．html具有SMA驱动层的柔性蒙皮主动变形特性研究翟宏州’，芦吉云，王帮峰’，王晓钢(1．南京航空航天大学民航学院，江苏南京210016；2．海军航空工程学院，山东青岛266041)摘要制作了模块化的形状记忆合金丝夹层，提出形状记忆合金丝驱动夹层与蜂窝结

2、构蒙皮的集成方法。对形状记忆合金丝进行加热，由于夹层内形状记忆合金丝排布方式的不同，可分别实现蜂窝蒙皮后掠与上反。研究嵌入驱动器夹层后的蜂窝结构蒙皮的主动变形能力。结果表明，在激励电流为3A时，蜂窝蒙皮试件可上反5．1。或后掠8。。这种通过蒙皮自身产生的变形能够降低变体机翼蒙皮变形对驱动力的要求。关键词变体机翼；柔性蒙皮；形状记忆合金；变形特性中图分类号V214．6文献标志码A文章编号1004—244X(2014)04—0001—03InitiativedeformationpropertiesofflexibleskindrivenbvSMAlayerZHAIHongzhou，L

3、UJiyun，WANGBangfeng，WANGXiaogang2(1．CivilAviationCollege，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China；2．NavalAeronauticalandAstronauticsUniversity，Qingdao266041，China)AbstractTheintegrationmethodologyofmodularizedShapeMemoryAlloys(SMA)layersandhoneycombskinwasproposedinthe

4、paper．TheSMAlayersweremadeandSMAwereembeddedinlayersindifferentdirections．ThehoneycombskincouldbackwardsweeporturnupbymeansofheatingtheSMAlayers．DeformationpropertiesofflexiblehoneycombskindrivenbySMAlayerwerestudiedandtheresuhsshowthatthesweepanddihedralanglesofhoneycombskinare8。and5．1。．respe

5、ctively，whentheexcitingcurrentis3A．Thetransformationproducedbyflexibleskincanreducetherequirementsofdrivingforceduringthedeformationprocessofmorphingwing．Keywordsmorphingwings；flexibleskin；SMA；deformationproperties变体机翼可以根据飞行状态和环境的变化自适应作者提出一种在蜂窝蒙皮内部嵌入SMA驱动夹地改变自身形状，因此对机翼蒙皮提出了更高的要层的方法，通过对驱动夹层内SMA

6、丝的训练课实现蒙求。柔性蒙皮由于具有柔韧性好、承载能力高，能够实皮后掠与上反。这种通过蒙皮自身产生的变形能够大现表面光滑变形等优点，成为变体飞行器研究领域的大降低变体机翼蒙皮变形对驱动力的要求。热点之一。通过柔性材料与精密驱动装置的结合实现1形状记忆合金理论分析飞行器实际形状变化，从而对飞行器局部流场产生有利影响，提高飞行性能n。柔性蒙皮有六角蜂窝型、SMA在高温下定型后，冷却到低温(室温)，施加蛇型、u型以及波纹型等结构形式，其中蜂窝结构以其变形，使它存在残余变形。再从变形温度稍许加热，就质量轻、强度与刚度较大等优点，在航空航天领域得到可以使原先的残余变形消失，恢复至高温下的周有

7、形了广泛应用。在精密驱动装置设计方面，形状记忆合状，随后进行加温或冷却，形状保持不变。金(Shapememoryalloys，缩写SMA)具有功率质量比上世纪80年代，Tanaka基于SMA相变过程中自由高、动作柔顺平滑、无噪声、控制简单等优点，得到能应该达到最小值的原理建立了SMA本构模型，而后了国内外研究者的广泛关注。Popov等设计了一种Liang—Rogers和Brinson在此基础上进行了修正。SMASMA驱动的变体机翼结构，实现了翼拱的变形。Bar—一维本