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자료유형
학술저널
저자정보
Bhagoji B. Sul (National Institute of Technology) K. Dhanalakshmi (National Institute of Technology)
저널정보
국제구조공학회 Smart Structures and Systems, An International Journal Smart Structures and Systems, An International Journal Vol.24 No.3
발행연도
2019.1
수록면
361 - 377 (17page)

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The stiffness of shape memory alloy (SMA) spring while in actuation is represented by an empirical model that is derived from the logistic differential equation. This model correlates the stiffness to the alloy temperature and the functionality of SMA spring as active variable stiffness actuator (VSA) is analyzed based on factors that are the input conditions (activation current, duty cycle and excitation frequency) and operating conditions (pre-stress and mechanical connection). The model parameters are estimated by adopting the nonlinear least square method, henceforth, the model is validated experimentally. The average correlation factor of 0.95 between the model response and experimental results validates the proposed model. In furtherance, the justification is augmented from the comparison with existing stiffness models (logistic curve model and polynomial model). The important distinction from several observations regarding the comparison of the model prediction with the experimental states that it is more superior, flexible and adaptable than the existing. The nature of stiffness variation in the SMA spring is assessed also from the Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA), which as well proves the proposal. This model advances the ability to use SMA integrated mechanism for enhanced variable stiffness actuation. The investigation proves that the stiffness of SMA spring may be altered under controlled conditions.
#shape memory alloy spring #helical tension spring #joule heating #variable stiffness actuation #nonlinear differential equation #experimental analysis #DMTA

목차

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참고문헌 (20)

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A Hadi / 2011 / A shape memory alloy spring-based actuator with stiffness and position controllability / Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering 225(7):902~917 Crossref C. Liang / 2016 / Design of Shape Memory Alloy Springs with Applications in Vibration Control / Journal of Intelligent Material Systems and Structures 8(4):314~322 Crossref K. Dhanalakshmi / 2011 / Design and implementation of fast output sampling feedback control for shape memory alloy actuated structures / Smart Structures and Systems, An International Journal 8(4):367~384 dbpia Kardan, I. / 2013 / Modeling of shape memory alloy springs using a neural network / J. Theor. Appl. Mech 51(3):711~718 google schola Jianjun Zhang / 2013 / Sigmoid-based hysteresis modeling and high-speed tracking control of SMA-artificial muscle / Sensors and Actuators A: Physical 201:264~273 Crossref

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