中国机械工程
中國機械工程
중국궤계공정
CHINA MECHANICAl ENGINEERING
2012年
13期
1582-1586
,共5页
邹秀清%董二宝%张世武%许旻%杨杰
鄒秀清%董二寶%張世武%許旻%楊傑
추수청%동이보%장세무%허민%양걸
扭转驱动器%柔性结构%形状记忆合金%形状优化%遗传算法
扭轉驅動器%柔性結構%形狀記憶閤金%形狀優化%遺傳算法
뉴전구동기%유성결구%형상기억합금%형상우화%유전산법
torsion actuator%flexible structure%shape memory alloys (SMA)%shape optimiza-tion%genetic algorithm
设计了一种基于柔性结构的SMA扭转驱动器,通过加热SMA丝收缩带动柔性结构变形从而实现驱动器的扭转输出。柔性结构在SMA丝拉力作用下的变形情况对驱动器的转角输出有很大的影响,为获得最大的输出转角,需对柔性结构的形状和SMA丝的作用点位置进行优化设计。采用三次B样条曲线描述柔性结构的形状,通过有限元法分析柔性结构的变形,并应用遗传算法进行柔性结构的形状优化和SMA丝作用点位置优化。实际算例表明,利用优化方法可快速有效地获得使SMA柔性扭转驱动器输出转角最大的柔性结构形状与SMA丝作用点位置。
設計瞭一種基于柔性結構的SMA扭轉驅動器,通過加熱SMA絲收縮帶動柔性結構變形從而實現驅動器的扭轉輸齣。柔性結構在SMA絲拉力作用下的變形情況對驅動器的轉角輸齣有很大的影響,為穫得最大的輸齣轉角,需對柔性結構的形狀和SMA絲的作用點位置進行優化設計。採用三次B樣條麯線描述柔性結構的形狀,通過有限元法分析柔性結構的變形,併應用遺傳算法進行柔性結構的形狀優化和SMA絲作用點位置優化。實際算例錶明,利用優化方法可快速有效地穫得使SMA柔性扭轉驅動器輸齣轉角最大的柔性結構形狀與SMA絲作用點位置。
설계료일충기우유성결구적SMA뉴전구동기,통과가열SMA사수축대동유성결구변형종이실현구동기적뉴전수출。유성결구재SMA사랍력작용하적변형정황대구동기적전각수출유흔대적영향,위획득최대적수출전각,수대유성결구적형상화SMA사적작용점위치진행우화설계。채용삼차B양조곡선묘술유성결구적형상,통과유한원법분석유성결구적변형,병응용유전산법진행유성결구적형상우화화SMA사작용점위치우화。실제산례표명,이용우화방법가쾌속유효지획득사SMA유성뉴전구동기수출전각최대적유성결구형상여SMA사작용점위치。
The SMA torsion drive designed herein is based on the flexible structure. It realized its torsion output through the deformation of flexible structure which was caused by heating the SMA wire. As the deformation had a great influence on the torsion angle output, it was needed to optimize the shape of flexible structure and the load point. This paper adopted a cubic B--spline curve to de- scribe the shape of the flexible structure, analyzed the transformation of the flexible structure by fi- nite element method and optimized the shape of flexible structure by genetic algorithm. Through practical examples, it is shown that the shape of the flexible structure obtained by this method makes the SMA torsion drive output a maximal torsion angle.