基于SMA的差动式变体机翼后缘驱动器研究

兵器材料科学与工程 , 2015, 38(4): 14-18.

基于SMA的差动式变体机翼后缘驱动器研究

刘俊兵 ^1, , 王帮峰 ^2, , 芦吉云 ^3, , 胡玮 ^4,

1.南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016

2.南京航空航天大学民航学院,江苏南京,210016

3.南京航空航天大学民航学院,江苏南京,210016

4.南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51075207)

关键词：形状记忆合金 , 蜗轮蜗杆 , 差动 , 机翼后缘

Differential SMA actuator in trailing edge of morphing wing

Keywords： shape memory alloy , worm gear , differential , trailing edge of wing

以形状记忆合金卷簧为驱动源,设计了一种变体机翼后缘驱动器.驱动器由两个SMA卷簧通过差动方式提供正反扭矩,通过蜗轮蜗杆放大扭矩,产生较大的输出.建立了差动式SMA驱动器的理论模型,并给出推导过程,从理论上推导出该驱动器分别在空载和加载下的转角和最大输出扭矩的关系,制作了模型并进行空载和加载试验.通过实验测得驱动器在空载条件下最大转角为54°,加载条件下最大转角为53.7°,能承受的最大扭矩为0.646 N·m,验证了该驱动器的负载能力和实用性,达到了驱动机翼后缘大角度连续偏转的目的.

参考文献

[1]	Ratna, D.;Karger-Kocsis, J. .Recent advances in shape memory polymers and composites: A review[J].Journal of Materials Science,2008(1):254-269.
[2]	一种形状记忆合金扭转驱动器的制备与测试[J].中国机械工程,2014(12):1591-1594,1599.
[3]	S. Barbarino;R. Pecora;L. Lecce;A. Concilio;S. Ameduri;E. Calvi .A Novel SMA-based Concept for Airfoil Structural Morphing[J].Journal of Materials Engineering and Performance,2009(5/6):696-705.
[4]	张义辽,董二宝,许旻,李永新,杨杰.基于位移累加原理的SMA直线电机[J].机械研究与应用,2010(01):37-39.
[5]	杨媛,徐志伟.基于SMA的飞行器变体机翼驱动结构研究[J].兵器材料科学与工程,2010(01):25-30.
[6]	I. Sedat Gunes;Sadhan C. Jana .Shape Memory Polymers and Their Nanocomposites: A Review of Science and Technology of New Multifunctional Materials[J].Journal of nanoscience and nanotechnology,2008(4):1616-1637.

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