形状记忆合金驱动下的智能主动变形结构系统长寿命高效能设计

基本信息
批准号:11802243
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:谷小军
学科分类:
依托单位:西北工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:Gunay Anlas,Wael Zaki,杨开科,曹吟锋,李韶英,吴曼乔
关键词:
驱动效能疲劳寿命形状记忆合金驱动器结构优化智能主动变形结构系统
结项摘要

Design long-life and high-performance intelligent active deformation systems are essential for the development of the compact and reliable aircraft. Therefore, the design of SMA actuators’ layout and configuration will be studied to improve their performance in this project. The scientific problem including long-life and high-performance design of SMA driven intelligent active deformation system will be solved. The mechanical response of SMA under thermo-mechanical loading will be investigated. The matching mechanism of driving force of actuator and returning force of base structure will be studied in detail. Then, we will develop a fatigue criterial for SMA under thermal induced transformation condition. Finally, the optimization method for integrated layout design of SMA actuators will be developed and evaluated by additive manufacture tests and simulations. The project aims to develop the design method of innovative intelligent active deformation system, which will provide operative support for the development of aircraft high performance intelligent structures and systems.

合理而匹配地布置和设计SMA驱动结构,实现智能主动变形结构系统的长寿命、高效能设计,是未来飞行器提高紧凑性和可靠性的有效途径。为此,本项目提炼出SMA驱动下的智能主动变形结构系统长寿命高效能设计这一关键科学问题,开展SMA驱动结构布局和构型协同优化设计方法研究。通过建立SMA热力耦合载荷下力学表征模型,研究SMA驱动力与主体结构回复力匹配机理以及热驱动变形SMA疲劳机理,实现疲劳寿命预测;发展基于仿真、增材制造样件制备和试验相结合的疲劳寿命和变形驱动效能综合评估机制,建立SMA驱动结构布局和构型协同优化设计新方法。最终形成智能主动变形结构系统的设计理论,有效支撑未来高性能飞行器智能结构系统的研发。

项目摘要

如何实现智能主动变形结构系统长寿命、高效能设计,是未来飞行器高性能设计蕴含的关键问题。为此,本项目提炼出SMA驱动下的智能主动变形结构系统长寿命高效能设计这一关键科学问题,开展了SMA驱动结构布局和构型协同优化设计方法研究。通过建立SMA热力耦合载荷下力学表征模型,研究了SMA驱动力与主体结构回复力匹配机理以及热驱动变形SMA疲劳机理,实现了疲劳寿命预测;发展了基于仿真、增材制造样件制备和试验相结合的疲劳寿命和变形驱动效能综合评估机制,建立了SMA驱动结构布局和构型协同优化设计新方法。.依托本项目共发表论文6篇,申请/授权发明专利10项,培养硕士2名,博士2名。上述研究形成智能主动变形结构系统的设计理论,有效支撑未来高性能飞行器智能结构系统的研发。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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