عنوان

طراحی و بهینه‌سازی عملگر بازو مصنوعی با استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار

Number

‭۱۷۵۰۶پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

طراحی و بهینه‌سازی عملگر بازو مصنوعی با استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار

First Statement of Responsibility

/عبدالله فدائی‌پور

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی فناوری‌های نوین

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۵‬

Name of Manufacturer

، میرزائی

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی مکاترونیک

Date of degree

‮‭۱۳۹۵/۰۹/۲۱‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

آلیاژ های حافظه دار‮‭(shape memory alloy)‬ زیر مجموعه وسیعی از مواد هوشمند هستند که عملکرد حافظه داری آنها به دلیل تغییرات ریز ساختاری تحت تاثیر محرک‌های غیر مکانیکی نظیر دما و میدان مغناطیسی است .این مواد تغییر فاز ترموالاستیک برگشت پذیر بین فاز پایدار دما بالای آستنیت و فاز دما پایین مارتنزیت از خود نشان می دهند .در بحث تحریک دمایی این مواد دو پدیده جالب قابل مشاهده است پدیده اول قابلیت بازگشت به شکل از پیش تعیین شده در اثر گرمایش می‌باشد که اثر حافظه داری ‮‭(shape memory effect)‬ نام دارد .پدیده دوم قابلیت ایجاد کرنشهای بزرگ تا ‮‭۸‬ برگشت پذیر است که اثر سوپرالاستیسیته ‮‭(superelasticity)‬نامیده می‌شود .بهره گیری از پدیده های فوق امکان استفاده گسترده از آلیاژهای حافظه‌دار را در صنایع مختلف نظیر صنعت خودرو و مهندسی پزشکی را فراهم می کند .بخش اعظم کاربرد آلیاژهای حافظه دار در بیومکانیک می باشد .کاربردهایی نظیر برطرف کردن انسداد عروق و عملگرهای مختلف استفاده شده در بازو، گردن و پا .با توجه به ویژگی‌هایی که آلیاژهای حافظه‌دار دارند می‌توانند حرکت ماهیچه‌های بدن را شبیه‌سازی کنند .استفاده از این مواد در عملگرهای ماهیچه مصنوعی مزیت‌صهای پرشماری نظیر نسبت نیرو به جرم بالا، سازگاری با بدن انسان، اندازه کوچک و طراحی مکانیکی ساده می باشد .در کنار این مزایا، غیرخطی بودن و مهمتر از همه پایین بودن نرخ پاسخ عملگرها از معایب استفاده از این مواد می‌صباشد .سرعت پاسخ در این نوع عملگرها بسته به نرخ گرمایش و سرمایش آلیاژ دارد .استفاده از روشهای معمول جوابگوی سرعت موردنیاز در ماهیچه‌های مصنوعی نبوده ومشکل دیگر محدودیت‌های ناشی از محیطهایی است که از این عملگرها در آنجا استفاده می شودکه بر مکانیزم سرمایش تاثیرگذار است .در این بین روش‌های موجود نظیر استفاده از پمپ و فن مشکلاتی از قبیل افزایش وزن، کاهش نسبت نیرو به وزن را به همراه دارد لذا در این پایان نامه یک عملگر با استفاده ار آلیاژهای حافظه‌دار جهت استفاده به عنوان ماهیچه مصنوعی بازو طراحی خواهد شدکه برای افزایش سرعت عملگر مورد نظر از اثر ترموالکتریک استفاده خواهد شدکه میتواند سرعت پاسخ را تا ‮‭۱۰‬ برابر افزایش دهد و همچین اتلاف گرمای کمتری نسبت به سایر روش‌ها داشته و از جریان الکتریکی کمتری نیز استفاده می‌کند

Text of Note

Shape memory alloys are a subset of smart materials where their functionalities arise from their microstructural changes due to external non-mechanical stimuli like temperature or magnetic field changes. In thermally responsive SMAs, the reversible solid-solid, diffusionless thermoelastic phase transformations between a stable high temperature austenitic phase and low temperature martensitic phase are responsible for their interesting phenomena like shape memory effect (SME) and superelasticity (SE).Their capability to return to a predetermined shape on heating is referred to as the shape memory effect (SME). Their ability to recover large elastic strains (8 ) and associated large stressstrain hysteresis due to mechanical loadingunloading under isothermal conditions is referred to as superelasticity/pseudoelasticity .Taking advantage of these phenomena allows extensive use of shape memory alloys in various industries such as automotive industry and medical engineering products. Applications such as treating obstruction of blood vessels and actuators used as the arms, neck and legs. Shape memory alloys due to their characteristics can simulate muscle movements in the body. The use of these materials in artificial muscle actuator has numerous advantages such as excellent power-to-mass ratio, compatibility with the human body, small size and simple mechanical design. In addition to these benefits, nonlinear behaviar and slow response are the disadvantages of using these materials. The response time in this type of actuators depends on the rate of heating and cooling of alloys. Using conventional methods does not meet the required speed in artificial muscles. Another problem is that limitations due to environments that these actuators are used which affect the cooling mechanism. In the meantime, existing methods such as the use of pumps and fans have problems such as weight increace and low energy efficiency. In this thesis, an actuator using a shape memory alloy for use as artificial muscles in arm is designed and to increase the speed of operation thermoelectric effects is used It is ecpected to increase the response speed as much as 10 times and also decrease the heat losses compared with the other methods

فدائی‌پور، عبدالله

خواجه سعید، حسام، استاد راهنما

قنبری، احمد، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی