[發明專利]一種用于薄壁圓柱殼動剛度主動增強的SMA作動器

有效

• 申請號: 201710245474.6
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106995050B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 岳洪浩;王佳男;武練梅;王雷;鄧宗全
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64C1/38
• 分類號: B64C1/38
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 孟憲會

一種用于薄壁圓柱殼動剛度主動增強的SMA作動器，本發明涉及一種SMA作動器，本發明內容是提供通過徑向作動器施加于薄壁圓柱殼的內壁以徑向面載荷增加結構動剛度的裝置，它包括圓柱殼體、第一弧形膨脹塊、第一鎖緊固定件、第二弧形膨脹塊、第一膨脹楔形塊、第三弧形膨脹塊、第二鎖緊固定件、第四弧形膨脹塊、第二膨脹楔形塊、兩個第一形狀記憶合金體和兩個第二形狀記憶合金體，第二弧形膨脹塊和第三弧形膨脹塊設置在圓柱殼體頂端的內側壁上，第一膨脹楔形塊設置在第二弧形膨脹塊和第三弧形膨脹塊之間，第一弧形膨脹塊和第四弧形膨脹塊設置在圓柱殼體底端的內側壁上，第二膨脹楔形塊設置在第一弧形膨脹塊和第四弧形膨脹塊之間，本發明用于作動器領域。

技術領域

本發明涉及一種SMA作動器，具體涉及一種用于薄壁圓柱殼動剛度主動增強的SMA作動器。

背景技術

經過幾十年的不斷發展，時至今日，人類在飛行器的研究上取得了空前成就，各種飛行器的速度也得到了不斷的提高，亞音速、跨音速、超音速以及超高音速飛行器層出不窮。當飛行器在高速飛行過程中，作用在飛行器結構上的彈性力、慣性力、氣動力和熱效應力相互之間耦合，非常容易引發氣動熱彈性問題，氣動熱效應會改變飛行器的剛度特性，導致飛行器結構的顫振速度下降，從而對飛行的控制精度甚至是飛行安全產生嚴重影響。

對于克服氣動熱效應帶給飛行器結構剛度特性的改變方法，傳統意義上的結構設計方法主要是依靠隔熱、防熱以及在結構上增加加強筋等方式，但是飛行器結構功能要求和約束條件的不斷提高，這種被動的方式存在改變氣動熱效應不明顯、無法主動調節結構剛度等不足。

目前通過相關理論計算可以得知，當薄壁圓柱殼的內表面在受到沿著徑向指向外的面載荷時，圓柱殼的結構動剛度會有所增加，根據這個原理，可以通過徑向作動器施加于薄壁圓柱殼的內壁以徑向面載荷，以此來增加薄壁圓柱殼的結構動剛度。因此需要提供通過徑向作動器施加于薄壁圓柱殼的內壁以徑向面載荷增加結構動剛度的裝置。

發明內容

本發明內容是提供通過徑向作動器施加于薄壁圓柱殼的內壁以徑向面載荷增加結構動剛度的裝置，進而提供一種用于薄壁圓柱殼動剛度主動增強的SMA作動器。

本發明為解決上述問題而采用的技術方案是：

它包括圓柱殼體、第一弧形膨脹塊、第一鎖緊固定件、第二弧形膨脹塊、第一膨脹楔形塊、第三弧形膨脹塊、第二鎖緊固定件、第四弧形膨脹塊、第二膨脹楔形塊、兩個第一形狀記憶合金體和兩個第二形狀記憶合金體，第二弧形膨脹塊和第三弧形膨脹塊設置在圓柱殼體頂端的內側壁上，第一膨脹楔形塊設置在第二弧形膨脹塊和第三弧形膨脹塊之間，第一膨脹楔形塊通過第一鎖緊固定件固定安裝在圓柱殼體上，第一弧形膨脹塊和第四弧形膨脹塊設置在圓柱殼體底端的內側壁上，第二膨脹楔形塊設置在第一弧形膨脹塊和第四弧形膨脹塊之間，第二膨脹楔形塊通過第二鎖緊固定件固定安裝在圓柱殼體上，兩個第一形狀記憶合金體設置在第一弧形膨脹塊和第二弧形膨脹塊之間，第二形狀記憶合金體設置在第三弧形膨脹塊和第四弧形膨脹塊之間。

本發明的有益效果是：

1本發明所述的用于薄壁圓柱殼結構動剛度主動增強的SMA作動器，結構簡單、緊湊，使得被固定物的所有自由度完全被限制；2本發明的作動器能夠將驅動體產生的集中力轉化為膨脹環對圓柱殼的面載荷；3所述預緊裝置能夠沿著圓周方向對驅動體進行預緊，從而保證驅動體所產生的微小位移能夠作用在膨脹環上，進一步傳導至圓柱殼內表面，最大限度地利用了驅動體的性能；4所述膨脹環采用變截面的設計，兩端較厚中間薄，既保證了膨脹環的應有剛度，同時降低了膨脹環本身的重量；5采用SMA形狀記憶合金作為驅動體，使得作動器能夠在外界熱環境的作用下主動工作，進而實現作動器的主動工作，實現薄壁圓柱殼結構動剛度的主動增強。

附圖說明

圖1是本發明整體結構主視圖，圖2是膨脹楔形塊壓緊相鄰兩個弧形膨脹塊的示意圖，圖3是本發明整體結構示意圖。

具體實施方式