Расчет исполнительного элемента предохранительного механизма безопасной электрической розетки, выполненного из сплава с эффектом памяти формы
Авторы: Ганыш С.М.
Опубликовано в выпуске: #9(93)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-9-1914
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Рассмотрена возможность создания предохранительного элемента безопасной электрической розетки на основе эффекта памяти формы. Разработана математическая модель винтовой цилиндрической пружины из сплава с эффектом памяти формы. Для описания поведения материала применяется феноменологический подход, основанный на диаграмме фазовых переходов. Эффект памяти учтен с помощью дополнительного внутреннего силового фактора — момента памяти формы при кручении. Представлен алгоритм построения зависимости момента памяти формы для изотермического нагружения от крутящего момента в сечении. Решена задача о совместном деформировании пружины из сплава с эффектом памяти формы и плоской медной пружины при нагреве. Контактная пластина заменена эквивалентной пружиной, жесткость которой получена с помощью системы нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих плоский изгиб стержня.
Литература
[1] Jani J.M., Leary M., Subic A., Gibson M.A. A review of shape memory alloy research, applications and opportunities. Materials & Design, 2014, vol. 56, pp. 1078–1113.
[2] Narahari P.S., Wanhill R.J.H. Aerospace Materials and Material Technologies. Volume 1: Aerospace Materials. Springer Science+Business Media, Singapore, 2017, 594 p.
[3] Kim Jae-Il, Kim Hyo-Chul, Byun Hyun-Woo, Kim Su-Min. Safe Electrical Outlet. Заявка WO 2014129677 Южная Корея, заявитель Dong-A University Research Foundation for Industry-Academy Cooperation, заявл. 20.02.2013; опубл. 28.08.2014.
[4] Khandelwal A., Buravalla V. Models for Shape Memory Alloy Behavior: An Overview of Modeling Approaches. International Journal of Structural Changes in Solids — Mechanics and Applications, 2009, vol. 1, pp. 111–148.
[5] Poorasadion S., Arghavani J., Naghdabadi R., Sohrabpour S. An Improvement on the Brinson Model for Shape Memory Alloys with Application to Two-dimensional beam element. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2013, vol. 25, pp. 1905–1920.
[6] Ганыш С.М., Гаврюшин С.С., Андронов И.Н. Экспериментальное определение параметров диаграммы фазовых переходов для сплава с эффектом памяти формы. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, № 11, с. 79–83.
[7] Ганыш С.М., Гаврюшин С.С. Численное моделирование процессов деформирования элемента в форме винтовой цилиндрической пружины, выполненного из материала с эффектом памяти формы. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, № 8, с. 15–20.
[8] Андреева Л.Е., Пономарева С.Д. Расчет упругих элементов машин и приборов. Москва, Машиностроение, 1980, 326 с.
[9] Гаврюшин С.С., Барышникова О.О., Борискин О.Ф. Численный анализ элементов конструкций машин и приборов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, 480 с.
[10] Auricchio F., Scalet G., Urbano M. Numerical/Experimental Study of Nitinol Actuator Springs. Journal of Materials Engineering and Performance, 2014, vol. 23, pp. 2420–2428.
[11] Sung-Min An, J. Ryu, M. Cho, Kyu-Jin Cho. Engineering Design Framework for a Shape Memory Alloy Coil Spring Actuator Using a Static Two-State Model. Smart Materials and Structures, 2012, vol. 21, pp. 1–16.