طراحی، تحلیل و ساخت یک ریزمیراگر حافظه دار

آلیاژهای حافظه دار به عنوان یکی از انواع مواد هوشمند دارای ویژگی های رفتاری خاص از قبیل خاصیت حافظه داری، سوپر الاستیک، مقاومت بالا نسبت به نیروی خارجی و خواص زیست سازگار هستند. این ویژگی ها درکنار امکان وارد نمودن این آلیاژها در کاربردهای متعدد تجاری، کاربردهایی را نیز در سیستم های میکرو به همراه داشته است. آلیاژ های حافظه دار و به ویژه یکی از انواع برجسته آن آلیاژ نایتینول، در حالت سوپر الاستیک کرنش بازگشت پذیر بالایی را به همراه هیسترزیس نیروی قابل توجه از خود ارائه می دهند. وجود این ویژگی باعث تمایل محققان به وارد کردن این آلیاژها در کاربردهایی به عنوان دمپر شده است. در این تحقیق بر پایه این ویژگی یک دمپر حافظه دار با هدف افزایش استهلاک و جابجایی خروجی مکانیزم نسبت به سیم های نایتینولی و مکانیزم های مشابه طراحی، تحلیل و ساخته شده است. جهت افزایش جابجایی خروجی در این دمپر، از دو مجموعه استهلاکی مجزا در یک طول دمپر به صورت موازی، استفاده شده است. هر یک از این مجموعه ها به واسطه مکانیزم طراحی شده در حرکت محور دمپر به یک سمت حالت تعادل فعال شده و در کارکرد وارد می شوند. هر یک از مجموعه های استهلاکی دارای دو سیم نایتینولی هستند؛ در حالت تعادل یکی از سیم ها در حالت کرنش صفر و سیم دوم در حالت حداکثر کرنش قرار دارد؛ با حرکت محور از حالت تعادل، سیم با کرنش صفر کشیده و سیم با کرنش اولیه شروع به کاهش کرنش می نماید. این عملکرد سیم ها باعث افزایش استهلاک خروجی سیستم می شود. حل عددی صورت گرفته بر اساس مکانیزم طراحی شده، علاوه بر امکان پذیر بودن طرح ارائه شده، برای دمپر طراحی شده استهلاک معادل ویسکوز برابر با 8/11% را معرفی می نماید. با تکمیل و اجرایی نمودن طرح دمپر، ساخت آن با در نظر گرفتن ملزومات مونتاژ و اعمال شرایط اولیه نظیر پیش کشش سیم های نایتینولی، صورت گرفته است. تست کشش و فشار بر روی دمپر طراحی شده با کمک ابزار های جانبی طراحی شده، انجام شده است. نتیجه تست، استهلاک معادل ویسکوز برابر با 54/11% را نشان می دهد؛ همچنین رفتار نیرو- جابجایی بدست آمده از تست جهت اعتبار سنجی و اطمینان از صحت عملکرد با نتایج حل عددی مقایسه شده است که این قیاس انطباق بالایی را نمایش می دهد. در پایان پارمترهای مختلف موثر بر عملکرد دمپر مانند پارامتر های بارگذاری، ابعادی و ویژگی های سیم های حافظه دار بررسی شده و بر این اساس مقادیر بهینه معرفی شده اند. همچنین با توجه به ویژگی های دمپر حافظه دار ساخته شده و با در نظر گرفتن انعطاف بالای طرح در جهت اعمال تغییرات ابعادی و تغییر در سیم های نایتینولی، کارکردهای تجاری و عملی برای آن پیشنهاد شده است.