پیاده‌سازی رفتار فنر آلیاژ حافظه‌دار در یک سازوکار به‌عنوان عملگر پیچشی برای تغییر موقعیت بالک موشک

آلیاژهای حافظه‌دار شکل گروهی از مواد هوشمند هستند، که به علت ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد دارای کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف نظیر هوافضا، رباتیک، علوم پزشکی و غیره هستند. امروزه بهبود عملکرد پروازی وسایل نقلیه هوایی با ستفاده از بال شکل‌پذیر به شدت مورد توجه محققین قرار گرفته است. تغییر وضعیت بال با توجه به فشار هوای روی بال و سرعت حرکت در حین پرواز به عنوان یک موضوع بسیار مهم در این زمینه شناخته می‌شود. برای این کار می‌توان از سازوکارهای تحریک استفاده کرد تا در عین سبک بودن، بال بتواند در شرایط پروازی عملکرد بهینه از خود نمایش دهد. آلیاژهای حافظه‌دار به علت وزن کم و ویژگی‌های خاص ترمومکانیکی مناسب، به عنوان عملگر در سازوکارهای مناسب برای این کار بسیار مفید هستند. در این پژوهش جزییات یک سازوکار که در آن از فنرهای آلیاژ حافظه‌دار شکل، به عنوان عملگر استفاده شده است، برای ایجاد پیچش بالک یک وسیله نقلیه هوایی حول محور گذرنده از بالک در حین پرواز طراحی و ارایه شده است. برای این کار ابتدا به مطالعه رفتار آلیاژهای حافظه‌دار شکل پرداخته شده است. سپس با بررسی معادلات ساختاری این مواد، مدلی برای رفتار فنرهای آلیاژ حافظه‌دار شکل ارایه شده است. سپس با پیاده‌سازی این مدل در نرم‌افزار متلب، رفتار فنرهای مورد استفاده در سازوکار پیشنهادی مورد تحلیل قرار گرفته است. سپس با استفاده از نتایج این پیاده‌سازی اجزای مورد استفاده در سازوکار طراحی شده و ابعاد و ضریب اطمینان طراحی هر یک از آن‌ها ارایه شده است.

Implementation of Shape Memory Alloy Spring Behavior in a Mechanism as a Torsional Actuator for Position Changing of Rocket Wing

Shape memory alloys are a group of intelligent materials, which due to their unique characteristics have various applications in different industries such as aerospace, robotics, medical sciences and so on. Nowadays, improving the performance of air vehicles has received much attention from researchers. Wing form change during flight due to the air pressure is a very important issue in this field. Excitation mechanisms can be used to change the wing form during flight. Therefore, the wing can perform optimally inflight conditions. Shape memory alloy actuators are very useful in excitation mechanisms because of their low weight and appropriate thermomechanical properties. In this study, the details of a mechanism in which shape memory alloy springs are used as torsion actuators to provide the wing twisting around the axis of the vehicle’s body, are designed and presented. For this purpose, first the behavior of shape memory alloys has been studied. Then, by examining the constitutive equations of these materials, a model for the shape memory alloy springs is presented. Next, by implementing this model in MATLAB software, the shape memory alloy spring’s behavior is analyzed in the proposed mechanism. Then, by using the results of this implementation, the components used in the mechanism are designed geometrically and the safety factor of each component is calculated.