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前言 形状记忆合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形态记忆合金、镍钛记忆合金，它是由TI（钛）-IN（镍）材料组成，这里我们方便描述，简称钛丝或者驱动钛丝。 第3节  响应时间的设计 前一章我们提到，有很多产品，是需要我们做一些机械结构设计去优化和匹配产品的需求。什么情况下需要做结构设计？如何做结构设计？包括结构设计对钛丝的驱动的可靠性有哪些影响？本节我们就来说一说驱动钛丝的响应时间的设计。   1、驱动钛丝响应时间的设计 我们知道，最简单的直线驱动钛丝的响应时间，是可以通过《驱动钛丝（SMA）基础参数计算模型》（以下简称SMA基础模型）匹配出来的，以常用的0.15线径的钛丝为例，假设我们需要的响应时间是0.5s，位移量是5%，钛丝从20°加热到100°所做的热功量，根据SMA基础模型表4，计算出驱动电流是581mA。   如果将响应时间调整至0.1s，位移不变，这个时候我们发现需要的驱动电流和电压多了1倍以上，但有时产品的供电系统为了节能的需要，往往无法提供这么高的电流。   这个时候，我们就需要采用《驱动钛丝（SMA）常见10大结构模型》中的三角函数驱动结构，这个结构利用了杠杆原理，可以在较小的电流下获得更好的响应时间和位移。     当sinA=0.4时，我们在这个结构模型上同样施加581mA电流，驱动时间0.5S，可以获得约15%位移量，这个位移量是直线驱动的3倍。 同样的，在电流保持581mA不变的情况下，我们把驱动时间调整至0.1S，可以获得5%位移量，产品需要的节能和响应时间需求就能兼顾了。 这个结构模型同样可以调节位移不足的情况。 另外，这个结构模型的应用，是完全可逆的，比如，当冷却响应时间无法满足的情况下，我们可以提高初始载荷，压缩马氏体恢复到奥氏体的温度迟滞区间，从而提高冷却恢复的响应时间。 通过上述分析可以看出，灵活运用结构设计和杠杆效应，可以使产品获得更好的电流、响应时间、位移等参数指标，这样就给驱动钛丝的可靠性进一步提供了保障。 结束语 为了让驱动钛丝在工业应用中切实落地，我们制作了包括《财哥说钛丝》、《驱动钛丝（SMA）的可靠性设计》等系列视频和文章供大家参考，欢迎大家的关注和交流，请点赞收藏！    钛丝科技   出 品 作者  财哥说钛丝

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Jacktang 发表于 2024-11-15 07:27 那条线是说明位移收缩率越大，产品的位移容量空间和寿命越好的么 是的

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秦天qintian0303 发表于 2024-11-15 10:36 形态记忆合金一般通过什么控制   通过供电来驱动控制的

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通过供电来驱动控制的

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前言 形状记忆合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形态记忆合金、镍钛记忆合金，它是由TI（钛）-IN（镍）材料组成，这里我们方便描述，简称钛丝或者驱动钛丝。 第2节  不同厂家生产的钛丝有什么区别 目前全球的钛丝生产厂家，同样规格的钛丝特性都不同，选择合适自己产品的钛丝至关重要，我们需要检测和验证不同厂家的钛丝，能否满足自己产品的需求。 下面我们从3个维度简单地讲一讲。 1、先说下驱动钛丝的温度指标，分别是相变温度、相变温度偏差值、环境适应温度。 首先是钛丝的相变温度，钛丝通电发生明显的位移，对应的相变温度存在温度上下限，这个温度上下限值是钛丝的相变温度范围，但为了表述方便，一般取发生形变时的典型温度值。以某M国B厂出品的较为优质的驱动钛丝为例（见下图第2根红线），这根钛丝发生明显位移温度值是80°，即为这根钛丝相变温度。   不同厂家的标称的相变温度从20°、40°、60°、80°到100°不等，一般情况下，在应用驱动钛丝的产品中，相变温度越高，产品越不容易受到环境温度的影响，稳定性越好；相变温度过低，则较容易发生故障。 案例：某品牌的户外的快递柜，采用了钛丝锁，在夏天暴晒后，柜体温度升高，可以正常扫码开门，但是经常出现门关不上的情况，后来经检验发现，这批锁采用的钛丝相变温度只有40°，导致在夏天户外高温环境下钛丝一直处于收缩状态，无法冷却还原。 其次是钛丝相变温度偏差：某厂的同一批次钛丝的相变温度偏差，简单点说就是这批次的钛丝表现较低的相变温度和表现较高的相变温度，同样的以M国B厂的这批次钛丝为例（见下图2根红线），较低的相变温度是80度，较高的是100度，那么它的偏差值就是20度。     各厂家采用的原材料和熔炼工艺的不同，导致钛丝表现出不同的相变温度和相变温度偏差，市面上常见的钛丝相变温度偏差有20度~50度不等，一般来说，原材料配比和熔炼工艺的精度越高，相变温度范围越窄，相变温度偏差值越小；精度越低，相变温度范围越宽，相变温度偏差值越大。 例如下表中，B厂和C厂都标称相变温度为80度，但是通过检测发现，C厂的钛丝相变温度偏差达到了40度。如果选择C厂的钛丝，在实际应用中就容易导致产品出现不稳定的现象。   最后说下环境适应温度，即钛丝能正常工作的环境温度区间，目前常见的驱动钛丝环境适应温度-40°~60°、-40°~80°。对于户外产品，特别是夏天高温环境，如果采用了环境温度上限是60度的钛丝，就容易发生驱动机构失灵的现象。财哥建议，对于户外电子类产品，应尽量优先采用环境适应温度为-40°~80°的钛丝。   驱动钛丝的相变温度、相变温度范围/偏差和环境适应温度均是非常重要的温度指标，很多厂家在标示这些数据的时候，往往以范围值的形式标示，极其容易混淆（有时候连厂家自己的业务员都分不清楚），请各位务必区分清楚。 我们检测和统计了市面上常见厂家的钛丝的温度指标及推荐指数，见以下表   综上，财哥建议在选择驱动钛丝的时候，优先选择环境适应温度大，相变温度高，相变温度偏差值接近或小于20°的钛丝，偏差越小，对钛丝的驱动控制精度和稳定性越高。   2、再次是钛丝的单程记忆效应和双程记忆效应，由于各厂家加工的工艺不同，生产出来的钛丝具有单程记忆效应和双程记忆效应这两种不同的特征。 单程记忆钛丝具有以下特点： 1）通电收缩后不可逆。它只记得收缩后的状态，在产品当中，需要增加较大的初始载荷，使其驱动收缩后，通过这个较大的初始载荷强硬的拉长到初始长度。 2）单程记忆的钛丝恢复响应慢。自身应变力量偏大，在增加较大的初始载荷情况下，冷却恢复依旧比较慢。 3）单程记忆钛丝的应用力量的范围较小。 4）相比双层记忆钛丝，其稳定性较差。 所以单程记忆钛丝，一般应用在较为简单粗暴的应用场景。   双程记忆钛丝具有以下特点： 1）通电收缩后可自行恢复。它记得冷的状态和热的状态，在产品当中，我们只需要较小的初始载荷，就可以迅速恢复到原来的长度。 2）双程记忆钛丝的响应速度快。 3）双程记忆钛丝的应用力量的范围较大。 4）相比单程记忆钛丝，其寿命和稳定性较高。   目前大部分厂家生产的钛丝是单程记忆钛丝，也有少部分厂家的钛丝是双程记忆钛丝，财哥给大家的建议是优先选择双程记忆的钛丝，这样可以带来更多的容错空间。   3、最后说下钛丝的位移收缩率，财哥测试了市场上常见的钛丝，发现不同厂家的钛丝通电收缩位移是不一样的，从3.7%、4%、4.3%、4.7%、5%、＞5%不等。 下面是给出的不同厂家的位移参数对比图，供各位参考：   一般来说，位移收缩率越大，产品的位移容量空间和寿命越好，所以财哥给大家的建议也是优先选择较大位移收缩率的钛丝。   好了，截至目前，我们主要说了钛丝的规格选型和不同厂家生产钛丝的区分，做好这两点的选择和适配，对钛丝应用的可靠性、稳定性和寿命是第一步，也是至关重要的一步。   如果各位通过这两个方面，仍无法满足自己产品的设计条件，我们还需要通过钛丝机械结构设计去优化和匹配产品的需求，这也是下一章我们将要讲的内容，后续我们将会阐述结构设计对产品可靠性的影响，并设计了《驱动钛丝（SMA）常见10大结构模型》。 欢迎大家的关注和交流，请点赞收藏！ 钛丝科技   出 品 作者  财哥说钛丝

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发表了主题帖： 驱动钛丝（SMA）的可靠性设计（1） 钛丝的选型和适配

前言 形状记忆合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形态记忆合金、镍钛记忆合金，它是由TI（钛）-IN（镍）材料组成，这里我们方便描述，简称钛丝或者驱动钛丝。 钛丝驱动本身的寿命是相当不错的，一般最少也能用个几十万到几百万次，钛丝天然的物理特性也决定了它的稳定性和寿命必然优于传统的电机电磁动力源。 由于当前钛丝应用还较少，大家对钛丝了解不够，导致部分钛丝驱动的产品表现出不稳定、寿命不行、反应慢，开锁、锁不住、时好时坏、容易烧、力量不够等现象，然后工程师陷入反复的修改设计、修改模具、修改生产工艺的境地，很多人对钛丝应用的可靠性提出了质疑，我们今天就来针对这些常见问题，从工业应用的角度，展开讲一讲。 关于钛丝应用的可靠性，涵盖了钛丝驱动应用的稳定性和寿命，这个问题涉及多个方面， 我们整理了几个关键的要点： 1、钛丝的选型和参数适配 2、钛丝的生产厂家选择 3、钛丝驱动的机械结构设计 4、钛丝驱动的电路和软件设计 5、相关物料的影响和选择 6、工业化加工生产工艺的影响 由于上述各个方面均涉及较多专业知识点，我们将分成多个章节一一阐述，为大家在钛丝应用方面答疑解惑，消除大家的顾虑。 第1节 钛丝的选型和适配 先说一下钛丝的选型和参数适配，目前市面上常用的钛丝线径有0.2mm、0.18mm、0.15mm、0.1mm、0.05mm、0.025mm。我们在设计工业产品前，需要根据我们产品的功能需求，做不同规格的钛丝选型，做好线径、力量、功耗、电流、位移、响应时间适配。 如果选型不当，需求的力量超过钛丝的驱动力，或者驱动电流偏差过大，就会容易产生执行机构不到位、功耗偏大、力量不够、位移不够、响应时间不够、稳定性差、寿命短、过烧、温度不够等现象。 所以，第一步的选型至关重要。 如何做到选择合适规格的钛丝呢？我们整理了一套《驱动钛丝（SMA）基础参数计算模型》（简称SMA基础模型），这个计算模型基于市面上常用的钛丝型号，通过热功方程、电阻定律、焦耳定律、金属材料力学公式，模拟了钛丝在常温下直线驱动所需的热量、电流、响应时间、位移、收缩应力等基础参数的关系。 《表1钛丝位移形变热功方程模拟计算表》   《表2钛丝电阻计算表》   《表3钛丝直线位移响应时间/电流关系计算表》   《表4钛丝直线位移响应时间/电流基础参数表》   《表5钛丝通电加热收缩力计算表》   大家只要掌握了上述计算模型表，基本就能做好钛丝的选型和适配了。 另外大家也不要担心，上述表看着比较多，其实全部都是用的初中物理知识，非常容易掌握。