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基于SMA驱动的弹翼展开机构设计

2021-09-29王子涵王若冰

现代制造技术与装备 2021年8期

王子涵 白 真 王若冰

(西安现代控制技术研究所,西安 710065)

折叠翼面可以缩小导弹的横向尺寸,从而节省储运挂载空间,便于导弹的运输和发射,同时增加了飞机或无人机的运载能力[1]。目前,国内外的折叠翼面主要有横向折叠和轴向折叠两种方式[2]。驱动方式主要有火工品驱动、液压驱动和电机驱动等。火工品驱动方式主要是利用爆炸物产生的高温高压气体来驱动机构动作,但产生的振动冲击较大;液压驱动方式中液压源的体积较大,只适合低速大质量部件动作[3];电机驱动方式中电机对使用环境要求较高,在极端恶劣的环境中容易失效。因此,需要研究一种新型可以适时响应的弹翼展开机构。

近年来,具有集成化和智能化设计特点的基于形状记忆合金(Shape Memory Alloys,SMA)的智能驱动机构越来越受关注。VERNON[4]利用形状记忆合金的特点设计了一种牙体修复结,首次提出形状记忆合金的概念。它是指已经受到较大变形的合金,可以在外界刺激下恢复到原始形状的智能合金材料,一般具有自适应和驱动功能。杨海波[5]等将利用NiTiCo合金制成的热激励紧固铆钉应用于我国民航机的维修。LIANG[6]等基于SMA一维本构模型发展了较为系统的SMA驱动机构设计理论,并对差动SMA驱动机构设计原理进行了详细阐述。

基于对新型适时响应的弹翼展开机构的迫切需求,本文设计了一种基于SMA丝的弹翼展开机构。

1 模型建立

1.1 驱动原理

SMA具有低温马氏体相和高温奥氏体相。经过合适的热处理后,常温下可表现为易变形的马氏体相。……

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