• 제목/요약/키워드: SMA 형상기억합금

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와이어형 형상기억합금 구동기를 이용한 인체 손가락 모델에 대한 연구 (A Study on the Human Finger Model using Wire-type SMA Actuator)

  • 정진우;임수철;박영필;양현석;박노철
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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    • pp.891-894
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    • 2005
  • This paper describes a human finger model driven by shape memory alloy(SMA) wires. The finger model has three joints that are similar to human finger. Each joint is actuated with two wires in the antagonistic manner and six wires are used to actuate three finger joint. In order to obtain the desirable finger motion, the diameters of the SMA wires are designed with different diameters by considering the required actuating force and response time. The rotary sensors are used to measure the angle positions of the joints and PWM control using PID algorithm is used to achieve desired angle positions of the finger joints. After estimating the control performance of each finger joint for the desired angle position, the antagonistic motion control of the finger model is experimentally evaluated.

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형상기억합금 작동기를 이용한 복합재료 구조물의 형상 변형 해석 (Numerical Analysis of Shape Modification for the Composite Structures using SMA Strip Actuator)

  • 노진호;한재흥;이인
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.278-281
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    • 2004
  • In this paper, the thermomechanical responses of shape memory alloy (SMA) actuators and their applications as the shape adaptive structures combining SMA actuators produced in the form of strip with composite structures are investigated. The numerical algorithm of the 3-D SMA thermomechanical constitutive equations based on Lagoudas model is implemented to analyze the unique characteristics of SMA strip. Also, the incremental SMA constitutive equations are implemented in the user subroutine UMAT by using ABAQUS finite element program. The shape change of structure is caused by initially strained SMA strip bonded on the surface of the composite structure when thermally activated. Numerical results show that SMA strip actuator can generate enough recovery force to deform the composite structure and sustain the deformed shape subjected to large external load, simultaneously.

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초소형 내시경 작동기의 개발과 제어에 관한 연구 (A Study on Development and Control of Micro Active Catheter Actuator)

  • 이장무;김종현;이상원;박준형
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권2호통권95호
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    • pp.15-22
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    • 1999
  • This paper demonstrates the feasibility of Shape Memory Alloy (SMA) actuators in controlling the motion of micro active catheter. The dynamic behavior of SMA is obtained by several experiments for the design of the controller. With the control parameters obtained in experiments, temperature feedback control algorithm is proposed and realized. The prototype of micro active catheter is fabricated, and its control performance which uses the designed controller is investigated. The results obtained show the potential of the SMA as viable means for actuating the micro active catheter.

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TiNi/Al 6061 형상기억 복합재료의 강도해석 모듈 개발 (Development of Strength Analysis Modules for TiNi/Al 6061 Shape Memory Alloy)

  • 이동화;박영철;박동성;이규창
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.692-696
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    • 2001
  • Thermo-mechanical behavior and mechanical properties of intelligent polymer matrix composite with SMA fiber are experimentally studied. It is found that increments of compressive thermal strain is observed as the pre-strain and TiNi volume fraction increase. The smartness of the SMA is given due to the shape memory effect of the TiNi fiber which generates compressive residual stress in the matrix material when heated after being prestrained. In the paper, alloy is based on the general purpose commercial code ANSYS. And for the purpose of easy and fast user's analysis, it is developed the Graphical User Interface by using Tcl/Tk language.

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Ti_{50}-Ni_{50} 형상기억합금 복합체의 계면 접학 전단강도 향상에 관한 연구 (A Study on the Improvement of Interfacial Bonding Shear Strength of Ti50-Ni50 Shape Memory Alloy Composite)

  • 이효재;황재석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권10호
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    • pp.2461-2468
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    • 2000
  • In this paper, single fiber pull-out test is used to measure the interfacial bonding shear strength of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy composite with temperature. Fiber and matrix of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy composite are respectively $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy and epoxy resin. To strengthen the interfacial bonding shear stress, various surface treatments are used. They are the hand-sanded surface treatment, the acid etched surface treatment and the silane coupled surface treatment etc.. The interfacial bonding shear strength of surface treated shape memory alloy fiber is greater than that of surface untreated shape memory alloy fiber by from 10% to 16%. It is assured that the hand-sanded surface treatment and the acid etched surface treatment are the best way to strengthen the interfacial bonding shear strength of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory composite. The best treatment condition of surface is 10% HNO$_3$ solution in the etching method to strengthen the interfacial bonding shear strength of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy composite.

Ti-Ni합금의 반복변형특성에 미치는 pre-strain의 효과 (The Effect of Pre-strain on Cyclic Deformation Characteristic of Ti-Ni Alloy)

  • 박영철;조용배;허선철
    • 한국해양공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.101-110
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    • 1995
  • 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.

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형상기억합금 (SMA)을 이용한 지능구조물 시스템

  • 최승복;정재천;박노준
    • 소음진동
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    • 제5권3호
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    • pp.284-291
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    • 1995
  • 본 글에서와 같이 SMA 작동기는 전류 압력만으로 유연 구조물 시스템의 형상 이나 전동을 제어할 수 있으므로 작동기의 구조를 매우 간단히 할 수 있으머, 또한 작동기의 무게에 비하여 큰힘이나 변위를 제어할 수 있다는 장점이 있다. 이를 이용 하여 각종 제조분야 및 첨단 항공우주 산업에 이르기까지 매우 다양한 분야에 응용이 가능하다. 그러나, 현재 우리나라의 경우 SMA에 대한 연구는 미미한 상태이다. 새로운 SMA 재료와 이를 응용한 매카니즘에 대한 연구와 개발이 절실하며 이를 위한 과감한 투자가 요구된다. 또한 정확하고 견실한 제어를 위하여 SMA 작동기의 다양한 특성을 보다 심도있게 파악하고, 강건한 제어기를 적용하여 외부 환경의 영향을 최소화하는 연구가 필요하다. 나아가서 제어 메카니즘의 구동 장치 등의 적용을 위한 이방향성 SMA의 특성과 제어기법에 대한 연구도 병행해서 수행되어야 할 것으로 생각된다.

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SMA 적용 상·하부 ㄱ형강 CFT 기둥-보 접합부의 내진성능 (Seismic Performance of Top and Seat Angle CFT Column-to-Beam Connections with SMA)

  • 김주우;이성주
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.423-434
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    • 2017
  • 본 논문에서는 반복하중을 받는 부분강접 접합부인 상 하부 ㄱ형강 접합부의 이력거동을 구하기 위하여 체계적인 수치해석이 수행되었다. 이러한 상 하부 ㄱ형강 접합부는 CFT 합성골조의 원상복원 및 충분한 에너지 소산 능력을 확보하기 위하여 초탄성 성질을 갖는 형상기억합금(SMA)으로 제작된 봉과 ㄱ형강이 적용된다. 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 ㄱ형강의 두께 및 강봉 게이지 거리로 상 하부 ㄱ형강 접합의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다.

형상기억합금 작동기를 이용한 모핑 에어포일 설계 (Design of Morphing Airfoil Using Shape Memory Alloy Actuator)

  • 노미래;구교남
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권7호
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    • pp.562-567
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    • 2016
  • 비행속도와 조건에 따라 최적화된 형상을 갖는 모핑 날개는 작동기 기술, 구조 기계장치 기술, 유연 외피 재료, 제어법칙 기술 등 해결할 문제가 많다. 본 연구에서는 빠른 응답속도를 갖는 모핑 날개를 개발하기 위한 첫 단계로 형상기억합금 선을 작동기와 복원용 비틀림 스프링으로 구동되는 단일 플랩을 갖는 에어포일 설계하고 제작하였다. 제작된 모핑 에어포일의 작동실험을 통해 설계 개념의 타당성을 검증하였다. 실험을 통해 측정한 결과 원활한 작동과 매우 빠른 반응속도를 확인하였다.

형상기억합금 스프링을 이용한 2방향 BENDING 액츄에이터의 제작

  • 김명순;이승기;이상훈
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1071-1074
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    • 1995
  • This paper proposes two directional bending actator using three link, two shape memory alloys(SMA) of coil-type springs and two guide wires. By the heating of two SMA springs sequentially, the bending and stretching of the actuator is possible. Bending angle, force and repeated bending motion of actuator were measured and characterized. The performance of the actuator has been characterized for the possible application for catheter.

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