Development of antagonistically actuated active joints with shape memory aloys

Bu çalışmada tersinir etkili şekil hafızalı alaşımların aktüatör olarak kullanıldığı bir eklem geliştirilmiştir. Şekil hafızalı alaşımlar, kütlesine oranla çok yüksek kuvvetler üretebildiğinden biyomedikal, robotik, uzay ve otomotiv sektörlerinde tercih edilen aktüatör elemanlarındandır. Özellikle NiTi alaşımları yüksek faz dönüşüm sıcaklıkları ve %8'e varan gerinme toparlanması gibi eşsiz özellikleri ile dikkat çekmektedir. Bu çalışmada NiTi alaşımlarının davranışlarının kapsamlı anlaşılması ile desteklenen ve tersinir etkili aktüatörlerle oluşturulan bir eklem tasarımı gösterilmektedir. Aktif eklemin çevrim testleri farklı açılar temel alınarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, 100º ve üzeri gibi büyük açılar hedeflendiğinde, çevrim sayılarının azaldığını göstermektedir. Öte yandan aktüatör elemanlarının devam eden döngülerde aynı eğme açısına ulaşılabilmesi için yüksek sıcaklık değerlerine erişimin gerektiği gözlemlenmiştir. Bu gözlemler, faz dönüşümünü engelleyici nitelikte ortaya çıkan martensit plakaları çevresindeki olası bölgesel deformasyonlardaki artışla açıklanabilir. Ayrıca eklemde karşıt çalışan elemanların aktüasyon süreleri arasındaki bekleme evrelerinde, döngü sayısı ile birlikte önemli ölçüde artan tersine şekil değişimi görülmüştür. Bu gözlem, ileri döngülerdeki yüksek gerilme seviyeleri ve tersinir aktüatörün artan direnci sebebiyle ortaya çıkan yüksek tepe sıcaklık değerleri ile ilişkilendirilmiştir. Yapılan çalışmalar, faz dönüşüm sıcaklıkları ve gerilme histerezis değerlerindeki artışın çevrimsel yük altında tepkinin göstergesi olduğunu belirtmiştir.