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Design-oriented modelling of composite actuators with embedded shape memory alloy

机译：嵌入式形状记忆合金复合执行器的设计导向建模

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Shape memory alloy (SMA) actuators have generated a great deal of interest in recent years due to their reusability and ability to exhibit a wide spectrum of actuation properties. In this work we present an analytical approach through which one may predict the actuation stroke as well as recovery potential of a two-component SMA-based composite actuator. The predictions of the analytical model were validated using Finite Element (FE) simulations on a composite SMA actuator designed in the form of an SMA strip embedded within an elastic matrix, where the shape memory effect of the SMA component was modelled using the numerical Souza-Auricchio model. The results obtained from the two approaches show extremely good agreement. The trends found upon altering various geometric and material parameters within the system provide a thorough understanding of how one can vary these parameters in order to obtain a tailored actuation and recovery response from the SMA-based actuator.
机译：形状记忆合金（SMA）致动器近年来因其可重复使用性和表现出广泛的致动特性的能力而引起了人们的极大兴趣。在这项工作中，我们提出了一种分析方法，通过该方法可以预测基于二组分SMA的复合执行器的执行行程以及恢复潜力。使用有限元（FE）模拟对复合SMA执行器进行了验证，该复合SMA执行器以嵌入在弹性矩阵中的SMA条形式设计，其中SMA组件的形状记忆效应使用数值Souza- Auricchio模型。从这两种方法获得的结果显示出非常好的一致性。在系统中更改各种几何和材料参数后发现的趋势提供了对如何更改这些参数的全面了解，以便从基于SMA的执行器获得定制的执行和恢复响应。

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