The shape memory effect in Ti-50.4at.%Ni alloy after solution treatment at 1273K for 2h and aged at 350, 450, $550^{\circ}C$ for 0.5, 1, 1.5, 2, 4, 10hrs had been investigated by differential scanning calorimetry measurement. It was found that ageing in the temperature range of $350^{\circ}C{\sim}550^{\cric}C$ induced complex transformation behavior, involving the R-phase and multiple-stage martensitic transformation. Usually aged Ni-rich NiTi alloys undergo martensitic transformation on cooling from high temperatures in two step : Austenite to R-phase and then R-phase to Martensite (normal behavior). In sample aged at $350^{\circ}C$ two distinct DSC peaks arised giving evidence of intermediate stages of martensite transformation. This results in the nucleation and growth of coherent $Ni_4Ti_3$-precipitate. These explain all features of the evolution of DSC charts during ageing including the number of distinct DS peaks and their positions.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.34
no.8
/
pp.1083-1089
/
2010
Shape memory alloys (SMAs) are smart materials. The unique characteristics of SMAs enable the production of large force and displacement. Hence, SMAs can be used in many applications such as in actuators and active structural acoustic controllers; the SMAs can also be used for dynamic tuning and shape control. A SMA torque tube actuator consisting of SMA tubes and superelastic springs is proposed, and the behaviors of the actuator are investigated. From the results of heat transfer analysis, it is proved that the SMA torque tube actuator with both resistive heating of SMA itself and a separate conventional heating rod in the tube core has good performance. The behavior of an actuator system was analyzed by performing a contact analysis, and the twisting motion was noticed when checking the actuation. 3D SMA nonlinear constitutive equations were formulated numerically and implemented by performing a nonlinear analysis by using Abaqus UMAT.
The bracing members capable of active control against seismic loads to reduce earthquake damage have been widely utilized in construction projects. Effectively reducing the structural damage caused by earthquake events, bracing systems equipped with retrofitting damper devices, which take advantage of the energy dissipation and impact absorption, have been widely used in practical construction sites. Shape Memory Alloys (SMAs) are a new generation of smart materials with the capability of recovering their predefined shape after experiencing a large strain. This is mainly due to the shape memory effects and the superelasticity of SMA. These properties make SMA an excellent alternative to be used in passive, semi-active, and active control systems in civil engineering applications. In this research, a new system in diagonal braces with slit damper combined with SMA is investigated. The diagonal element under the effect of tensile and compressive force turns to shear force in the slit damper and creates tension in the SMA. Therefore, by creating shear forces in the damper, it leads to yield and increases the energy absorption capacity of the system. The purpose of using SMA, in addition to increasing the stiffness and strength of the system, is to create reversibility for the system. According to the results, the highest capacity is related to the case where the ratio of the width of the middle section to the width of the end section (b1/b) is 1.0 and the ratio of the height of the middle part to the total height of the damper (h1/h) is 0.1. This is mainly because in this case, the damper section has the highest cross-section. In contrast, the lowest capacity is related to the case where b1/b=0.1 and the ratio h1/h=0.8.
Daghia, Federica;Inman, Daniel J.;Ubertini, Francesco;Viola, Erasmo
Smart Structures and Systems
/
v.6
no.2
/
pp.91-100
/
2010
An experimental study was carried out to investigate the shape control of plates via embedded shape memory alloy (SMA) wires. An extensive body of literature proposes the use of SMA wires to actively modify the shape or stiffness of a structure; in most cases, however, the study focuses on modeling and little experimental data is available. In this work, a simple proof of concept specimen was built by attaching four prestrained SMA wires to one side of a carbon fiber laminate plate strip. The specimen was clamped at one end and tested in an environmental chamber, measuring the tip displacement and the SMA temperature. At heating, actuation of the SMA wires bends the plate; at cooling deformation is partially recovered. The specimen was actuated a few times between two fixed temperatures $T_c$ and $T_h$, whereas in the last actuation a temperature $T_f$ > $T_h$ was reached. Contrary to most model predictions, in the first actuation the transformation temperatures are significantly higher than in the following cycles, which are stable. Moreover, if the temperature $T_h$ is exceeded, two separate actuations occur during heating: the first follows the path of the stable cycles; the second, starting at $T_h$, is similar to the first cycle. An interpretation of the phenomenon is given using some differential scanning calorimeter (DSC) measurements. The observed behavior emphasizes the need to build a more comprehensive constitutive model able to include these effects.
Kim, S.H.;Lee, K.H.;Lee, S.B.;Yeom, J.T.;Park, C.H.;Kim, B.M.
Transactions of Materials Processing
/
v.22
no.8
/
pp.470-476
/
2013
The aim of the current study was to predict shape recovery behavior of Ni-Ti shape memory alloy (SMA) wire after loading-unloading and after wire drawing. The superelasticity of SMA was analyzed by a hyper-elastic model for the Mullins effect using ABAQUS. Firstly, tensile tests and loading-unloading tests of the Ni-Ti SMA wire with a diameter 1.0 mm were performed using an MTS servo-hydraulic tester. The parameters for the Mullins effect were computed by ABAQUS based on curve-fitting of the loading-unloading test data. The proposed FE-model predicted the shape recovery of Ni-Ti SMA after wire drawing. Finally, the effectiveness of the model was verified by drawing experiments. The wire drawing experiments using the Ni-Ti SMA were conducted on a drawing machine(1ton, 50mm/s). In order to evaluate the shape recovery of Ni-Ti SMA, the drawn wires are annealed for 30min at $450^{\circ}C$.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
/
v.8
no.9
/
pp.736-746
/
2002
There has been a great demand for smart actuators in the field of micro-machines. However, the control accuracy of smart actuators, e.g., a shape memory alloy(SMA) and a piezoceramic actuator, is limited due to the inherent hysteresis nonlinearity. The Preisach hysteresis model has emerged as an appropriate model f3r the behavior of those smart actuators. Yet it is still not easy to construct a practical model of hysteresis using the classical Preisach model. Accordingly, in this paper, we propose a new simple method for modeling of the hysteresis nonlinearity of SMA. Using only the proportional relation of the major loop of hysteresis, the proposed method makes the computation of the Preisach model easy. We prove the efficacy of the proposed model through the comparative the experimentation with the classical Preisach model.
In SMA(Shape Memory Alloy), the degradation by fatigue is one of the most important problems to be overcome, when SMA is used for robot-actuator materials. The actuator is operated repetitively for long time and its repeating operation develops the fatigue degradation of SMA. The fatigue degradation changes the transformation temperature and deformation behavior and results in inaccurate operation and deformation which results form repeating operation is to be investigated in advance and the scheme to resolve those problems have to be made for the design of actuator. In this paper, for the improvement of the fatigue degradation by repetive movement and better control of the correct movement by the stability of martensite transformation in the development of Robots actuator, Pre-strain(0, 1.5, 5, 8%) are loaded in the specimens and fatigue testing were carried out by the method of heating and cooling in direct condition. From the results of these experiments, the effect on pre-strain which affect the transformation characteristic and fatigue degradation phenomena were correctly investigated.
Continuum manipulators as a kind of mechanical arms are useful tools in special robotic applications. In medical applications, like colonoscopy, a maneuverable thin and flexible manipulator is required. This research is focused on developing a basic module for such an application using shape memory alloys (SMA). In the structure of the module three wires of SMA are uniformly distributed and attached to the circumference of a flexible tube. By activating wires, individually or together, different rotation regimes are provided. SMA model is used based on Brinson work. The SMA model is combined to model of flexible tube to provide a composite model of the module. Simulating the model in Matlab provided a platform to be used to develop controller. Complex and nonlinear behavior of SMA make the control problem hard especially when a few SMA actuators are active simultaneously. In this paper, position control of the two degree of freedom module is under focus. An experimental control strategy is developed to regulate a desired position in the module. The simulation results present a reasonable performance of the controller. Moreover, the results are verified through experiments and show that the continuum module of this paper would be used in real modular manipulators.
Literature regarding concrete walls reinforced by super elastic shape memory alloy (SMA) bars is rather limited. The seismic behavior of a system concurrently including a distinct steel reinforced concrete (RC) wall, as well as another wall reinforced by super elastic SMA at the first story, and steel rebar at upper stories, would be an interesting matter. In this paper, the seismic response of such a COMBINED system is compared to a conventional system with steel RC concrete walls (STEEL-Rein.) and also to a wall system with SMA rebar at the first story and steel rebar at other stories ( SMA-Rein.). Nonlinear time history analysis at maximum considered earthquake (MCE) and design bases earthquake (DBE) levels is conducted and the main responses like maximum inter-story drift ratio and residual inter-story drift ratio are investigated. Furthermore, incremental dynamic analysis is used to accomplish probabilistic seismic studies by creating fragility curves. Results demonstrated that the SMA-Rein. system, subjected to DBE and MCE ground motions, has almost zero and 0.27% residual maximum inter-story drifts, while the values for the COMBINED system are 0.25% and 0.51%. Furthermore, fragility curves show that using SMA rebar at the base of all walls causes a larger probability of exceedance 3% inter-story drift limit state compared to the COMBINED system. Static push over analysis demonstrated that the strength of the COMBINED model is almost 0.35% larger than that of the two other models, and its general post-yielding stiffness is also approximately twice the corresponding stiffness of the two other models.
Using confined shape memory alloy (SMA) bar or plate, this study proposes an innovative self-centering damper. The damper is essentially properly machined SMA core, i.e., bar or plate, that encased in buckling-restrained device. To prove the design concept, cyclic loading tests were carried out. According to the test results, the damper exhibited desired flag-shape hysteretic behaviors upon both tension and compression actions, although asymmetric behavior is noted. Based on the experimental data, the hysteretic parameters that interested by seismic applications, such as the strength, stiffness, equivalent damping ratio and recentering capacity, are quantified. Processed in the Matlab/Simulink environment, a preliminary evaluation of the seismic control effect for this damper was conducted. The proposed damper was placed at the first story of a multi-story frame and then the original and controlled structures were subjected to earthquake excitations. The numerical outcome indicated the damper is effective in controlling seismic deformation demands. Besides, a companion SMA damper which represents a popular type in previous studies is also introduced in the analysis to further reveal the seismic control characteristics of the newly proposed damper. In current case, it was found that although the current SMA damper shows asymmetric tension-compression behavior, it successfully contributes comparable seismic control effect as those having symmetrical cyclic behavior. Additionally, the proposed damper even shows better global performance in controlling acceleration demands. Thus, this paper reduces the concern of using SMA dampers with asymmetric cyclic behavior to a certain degree.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.