导读:本文包含了形状驱动论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:形状记忆合金,UMAT,波纹板,驱动器
形状驱动论文文献综述
王志勇,周博,薛世峰[1]（2019）在《基于UMAT的形状记忆合金驱动波纹板结构的数值分析》一文中研究指出形状记忆合金SMA主动驱动波纹板效率高,且性能稳定,在设计自适应智能结构上具有可观的前景。为有效利用有限元法对SMA波纹板结构进行计算分析,基于已有SMA本构模型推导了增量型SMA本构模型,据此编写了可由ABAQUS调用的用户材料(UMAT)子程序;利用该UMAT子程序对SMA主动驱动波纹板结构进行了数值模拟计算,与实验结果的对比验证了计算结果的有效性;在SMA波纹板原始结构基础上,提出了SMA短带错落布置型新结构,并进行了数值模拟分析与验证;提出了新结构的温度控制方案和提高驱动效果的措施,可为SMA驱动波纹板驱动器的设计与应用提供参考与借鉴。(本文来源于《计算力学学报》期刊2019年03期）
孙小明[2]（2019）在《Ni（Fe）-Mn基形状记忆合金磁驱动相变及相关功能特性研究》一文中研究指出磁驱动形状记忆合金作为一类新型形状记忆材料,不但具有传统形状记忆合金受温度场和应力场控制的形状记忆效应,而且具有受磁场控制的磁驱动形状记忆效应。因此,磁驱动形状记忆合金兼具大输出应变、高响应频率和精准控制性等特性,有望作为新一代智能材料在航空航天、生物工程、能源和自动化等领域发挥重要作用。本论文工作以一系列Ni(Fe)-Mn基磁驱动形状记忆合金作为研究对象,通过调控合金磁结构转变,同时利用原位高能同步辐射和中子衍射等技术手段研究该系列合金的磁驱动相变行为,并进一步探讨了它们的相关丰富物理特性。利用先进原位中子衍射技术研究了Ni-Mn基磁驱动形状记忆合金的异常低温(4 K,远低于马氏体相变温度)磁化行为。研究表明,磁场诱发相变导致Ni37Co11Mn42.5Sn9.5合金在低温呈现出异常磁化行为。进一步分析表明该磁驱动相变由非连续转变组成,从而解释了磁化曲线的跳跃现象。该项工作对深入理解磁驱动形状记忆合金的磁-结构耦合而设计磁驱动相变材料新型功能特性以及对研究其他相变材料体系中的异常低温磁化行为具有指导意义。系统研究了Fe43-xMn28Ga29+x(x=0,0.5,1.0,1.5,1.7,1.9,2.0)磁驱动形状记忆合金体系的相变行为。研究结果显示,该合金体系中当x数值超过某一临界值xc(xc≥ 2.0)时,在系统内出现应变玻璃转变。在已有实验结果的基础上建立了Fe43-xMn28Ga29+x合金体系的相图,其中包含马氏体和应变玻璃的相关组分。在冻结温度点T0以下,施加外场能够在Fe41Mn28Ga31应变玻璃合金中实现磁驱动一级相变,并伴有磁跳跃现象的发生。利用原位中子衍射技术直接证实了磁驱动应变玻璃向马氏体相变是导致这一特殊相变行为的原因。初步分析了磁场驱动应变玻璃向马氏体转变和相关磁跳跃行为的结构演变过程。最后,该项工作初步研究了 Fe41Mn28Ga31应变玻璃合金的潜在磁热性能和形状记忆效应,并在80 K下施加2.1 T磁场得到了大小为8.7 J kg-11 K-1的磁转变熵。这些结果提供了关于应变玻璃更新的有利于理论分析和实际应用的证据,为将来研究铁性玻璃的相变耦合行为和设计新型巨磁响应材料奠定了基础。此外,在一系列Fe-Mn-Ga磁驱动形状记忆合金体系中实现了巨负膨胀效应。研究结果显示,该合金的负膨胀效应主要来源于降温过程中从立方奥氏体向四方马氏体的相变所造成的晶格体积增加。经过适当的成分调控,该合金体系中的负膨胀温度区间可以从室温降到低温区域。其中Fe43Mn28Ga29合金在290 K到209 K的负膨胀温度区间内线膨胀系数达到-50.2× 10-6K-1。同时该合金体系具备良好的力学性能,优异的导电性和导热性。因此,Fe-Mn-Ga合金有望成为新一代负膨胀材料而被实际应用。通过改变Mn/In比例和Co掺杂代替Ni的方法来调控磁结构转变,从而设计了一系列Ni-(Co)-Mn-In合金。研究显示,Ni49Co3Mn34In14成分合金在相变过程中具有窄的相变滞后8 K,小的相变区间7 K和非常敏感的转变温度对磁场变化值6 K T-1。通过原位同步辐射手段揭示了该Ni49Co3Mn34In14合金马氏体和奥氏体之间具有极好的几何兼容性。利用原位中子衍射技术直接证明了该合金可以在3 T磁场下实现完全马氏体态和完全奥氏体态之间的可逆相转变。同时,优化的Ni49Co3Mn34In14合金能在3T的磁场下表现出良好的磁响应效应:可逆巨磁热效应(磁熵变为16.5 J kg-1 K-1)、巨磁致应变(0.26%)和磁阻效应(60%)在3 T的低磁场下同时在该合金中实现。这些磁响应效应大小可以与其他已经报道的Ni-Mn基磁性形状记忆合金对应的效应(磁场高于5 T)相比较,但所施加的磁场大幅降低。这对开发Ni-Mn基合金低场驱动优异磁响应性能及其在磁致冷、磁传感和磁记录材料等方面的应用具有重要的指导意义。本文对Ni(Fe)-Mn基磁驱动形状记忆合金的磁场驱动相变行为进行了深入研究,并探讨了相关丰富物理特性,为进一步深入研究磁驱动形状记忆合金中的马氏体相变行为和设计新型多功能材料提供了实验依据和新思路。(本文来源于《北京科技大学》期刊2019-06-03）
杨娜[3]（2019）在《形状可预设的光学/驱动响应薄膜的构筑及性能研究》一文中研究指出智能响应材料能够在外部刺激时可逆地改变结构、颜色、形状等物理化学性质。其中对水分敏感的驱动器由于其易制备和可操控性备受关注。目前水响应的驱动器大多数只能进行简单的位移或变形,并不能进行形状预设从而产生较为复杂的运动。进行形状可预设驱动器的研究对于实现复杂动作的精确调控至关重要。在这项工作中,我们利用纤维素纳米晶体(CNCs)自发形成的手性向列结构作为模板,制备了含有苯酚-甲醛树脂(PFR)和氧化石墨烯(GO)的新型单层驱动器材料。所制备的多孔复合PFR/GO(PG)薄膜中,GO从上表面到下表面呈现不对称分布。在加湿/除湿条件下,PG薄膜在表现出颜色变化的同时,也表现出驱动响应特性。特别是通过一定条件下的醛处理,PG薄膜可以被预设成各种所需的形状,从而能够产生复杂的驱动响应。另外实验证明,特别是用甲醛处理的预设形状PG薄膜,在经过多次的润湿/干燥循环后仍能显示出良好的形状恢复能力。在综合各种实验的基础上,我们也给出了PG薄膜通过醛处理可预设形状的机理模型。我们也利用PG薄膜的醛处理,设计了几种具有特定形状的驱动器,展现了较为复杂的动作响应。该驱动材料的制备为实现复杂的光学/驱动智能响应具有重要意义。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2019-06-02）
王健[4]（2019）在《形状记忆合金驱动的空间抓捕机构研究》一文中研究指出近几年,随着在轨服务技术的快速发展,空间非合作目标的在轨抓捕技术吸引了世界各国的注意。通过一系列针对空间非合作目标抓捕技术的调研和对比,当前传统的空间抓捕机构有一些缺点,如体积重量较大,能耗高且成本高等。为了克服这些问题,本文提出了一种新型的由大行程形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)驱动的空间非合作目标平行抓捕机构。根据对抓捕机构的技术指标和设计要求,对方案设计思路进行了总结归纳,介绍了SMA抓捕机构结构组成和工作原理,并分别对SMA驱动器,耦合传动机构和抓捕手爪进行了详细设计;为了评估所提出的SMA抓捕机构的性能,建立了偏置元件选择模型、夹紧力计算模型和抓捕范围分析模型叁个理论模型;设计了配套的感知反馈系统用以获得SMA抓捕机构在抓捕过程中的关键信息并判断抓捕任务是否成功。SMA材料具有两种特殊性质,形状记忆效应和超弹性效应。在Brinson提出的宏观唯象一维本构模型的基础上,建立了SMA丝的应力应变关系,并提出了SMA驱动器的设计理论和设计方法;分别研究了叁种典型驱动器:单向SMA驱动器、偏置力SMA驱动器和差分SMA驱动器的驱动路径;为了利用SMA丝作为驱动器,研究了SMA丝的热力学行为,不同的参数以及他们之间关系;提出了一种新的分析SMA驱动器驱动潜能和机械效率的理论模型,并分析了不同偏置力作用下的SMA驱动器的关键参数。通过CAE的方法针对SMA驱动器的四种滑杆进行了静力学仿真分析并对十字剪切铰耦合传动机构进行了瞬态动力学仿真分析;标定了本研究中所使用的SMA丝的特性参数并设计了多功能试验系统测试SMA丝的输出性能;研制了SMA抓捕机构的原理样机并进行了一系列的试验,选择了四种直径不同的亚克力圆柱壳进行模拟抓捕实验,验证了SMA抓捕机构的抓捕功能;测试了SMA抓捕机构在不同偏置力、不同电流下的夹紧力和抓捕范围,实验结果与理论计算值基本一致,证明了所提出的理论模型的正确性;最后,测试了SMA抓捕机构的抓捕精度;研究结果表明所提出的SMA抓捕机构能够可靠地抓捕目标,且具有一定的适应性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
杨浩[5]（2019）在《基于形状记忆合金弹簧的柔性驱动模块的设计与控制研究》一文中研究指出软体动物作为地球上出现最早的多细胞动物,经过大自然亿万年的进化,遍布地球的各个角落,它们进化出各种生理结构去适应复杂多变的自然环境。受到软体动物身体构造的启发,软体机器人技术也慢慢成为机器人研究领域的一个热门课题。相对刚体机器人局限性,软体机器人的柔韧性和紧凑型更适应多变的非人造环境,在与人类交互过程中的安全性也要优于刚体机器人。随着人类探索领域的不断拓展,软体机器人必将发挥更大的作用。经过多年的发展,软体机器人的设计从简单到复杂取得长足的进步。并正在向着灵活紧凑和多自由度方向继续发展,但是目前的驱动器和传感器都自于传统刚体机器人,由于传统驱动器体积巨大且笨重,而传感器缺乏柔性。这些都不符合软体机器人灵活、紧凑、集成度高的发展要求。寻找有别于传统驱动方式、传感和控制方式就成为软体机器人的发展重点。另一方面软体机器人都是针对特定任务进行设计,缺少通用性,且造价昂贵。如果能将软体机器人进行模块化,设计出可以精确控制的通用柔性驱动模块,再针对特定任务使用柔性模块组装出软体机器人。这种模块化设计软体机器人思路可以大大提高生产效率、降低成本和节约设计时间。本文围绕着柔性驱动模块、形状记忆合金弹簧、闭环控制、压缩补偿,仿生灵巧手等概念。通过研究章鱼腕足,设计一种可以精确控制的柔性驱动模块,并通过几何分析法对柔性模块进行了运动学建模。在此基础上对柔性模块进行优化。通过对人手构造的研究,应用设计柔性模块的思想和方法,设计制作一种柔性仿生灵巧手。论文的主要研究内容和成果如下:(1)先对章鱼腕足组织结构进行研究,根据腕足肌肉构造和运动机理,应用模块化的思想,本文设计了一种柔性驱动模块。使用硅胶作为支撑材料,SMA弹簧作为致动器,使用线性霍尔传感器和磁钢反馈柔性模块的形状变化。详细阐述柔性模块构造和浇筑工艺流程。在研究了 SMA弹簧运动机理之后,采用PWM波来控制SMA弹簧收缩和拉伸。建立起柔性模块控制系统和基本的控制方案,通过线性霍尔传感器反馈特定叁个方向上的弯曲变化量,使用增量式PID对柔性模块的运动进行闭环控制。通过控制加热驱动器对SMA弹簧进行加热,使其产生收缩、拉伸或者保持等运动,让柔性模块产生弯曲和旋转的运动。(2)应用几何分析法对柔性模块进行运动学建模。有四个假设条件:柔性模块的变形只由SMA弹簧致动器的产生;柔性模块沿轴向不可压缩;柔性模块是等曲率弯曲变形;柔性模块的变形只受静力学影响。通过DH坐标系变换矩阵建立柔性模块从操作空间到关节空间的正逆运动学关系式。因为柔性模块依靠自身变形进行运动,关节空间和驱动空间并不相同,所以需要建立关节空间和驱动空间的映射关系。柔性模块在实际运动过程中存在轴向压缩,所以本文还对柔性模块压缩变形进行分析,并建立压缩补偿的数学模型,对轴向压缩造成的误差进行补偿修正。最后对柔性模块弯曲运动进行静力学受力分析。(3)通过实验对传感器输出信号和距离变化量的关系进行校正,建立电压信号和距离变化量的关系式。通过对视觉测量和数字图像原理的分析研究,确定视觉测量方法和算法流程。利用工业摄像头对柔性模块的弯曲角进行视觉测量,同时记录传感器输出的电压信号,建立柔性模块整体弯曲角和电压信号的关系式。再结合第叁章的运动学分析就可以建立柔性模块的运动空间和驱动空间的关系式。使用视觉测量为参考标准,对比不同的弯曲角计算方法与视觉测量的重合度,从而证明压缩补偿数学模型的有效性。确定柔性模块控制系统各部分之间的控制关系和数据交换方式。理论分析叁个方向SMA弹簧运动关系,建立柔性模块空间运动控制算法。为了验证运动控制算法的可行性和空间运动精度,让柔性模块在工作空间内分别沿着圆轨迹和螺旋轨迹进行运动,重复五次并比较实际轨迹和目标轨迹的重合度,验证空间运动控制算法的有效性。用四节柔性模块串联组合柔性机械臂,通过水下蜷缩运动验证协调控制的可行性。(4)通过对弯曲的柔性模块加载横向载荷,证明了在有载荷状态下柔性模块的弯曲不再符合恒定曲率的假设条件,需要对柔性模块的传感和测量进行改进。通过在柔性模块中心轴的上中下叁个位置加装叁组传感器,测量出柔性模块首尾和中间叁段圆弧的曲率。利用拉格朗日插值法求出未知段圆弧的曲率,累加各段圆弧求出柔性模块整体的弯曲角和旋转角。利用视觉测量法对比拉格朗日插值法得到的中心轴弯曲曲线和恒定曲率弯曲曲线,验证了改进措施和插值算法能够有效求出在有载荷状态下的柔性模块真实弯曲状态。根据太空环境要求,本文又对柔性模块进行轻量化设计,并在模块的首尾增加连接结构,方便柔性模块首尾串联。使用轻量化模块组装出柔性机械臂。在水池中模拟太空无重力环境,让柔性机械臂在其中运动并抓取各种物体,验证模块组装的机械臂具有很好灵活性和协调控制能力。(5)通过对人手的骨骼、肌肉和肌腱的构造和运动规律进行研究,本文设计了一种仿生灵巧手。为了模仿人手的构造,本文采用3d打印的方式设计制作仿生手的骨骼结构。使用SMA弹簧作为驱动器。利用线性霍尔传感器反馈手指关节的运动。为了让仿生手从外观和手感上更接近人手,本文还在仿生手的骨骼上增加了一层硅胶蒙皮,并设计了蒙皮浇筑模具以及浇筑的工艺流程。建立仿生灵巧手控制系统和控制策略,实现了仿生手的每根手指关节以及多手指之间的协调运动。最后通过控制仿生灵巧手做出握拳和代表数字的手势动作,验证了灵巧手不光在外形上对人手进行高度模仿,在运动方式也可以非常好的模拟人手。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
黄金,王西[6]（2019）在《温控形状记忆合金驱动的变面磁流变传动性能研究》一文中研究指出提出了一种温控变面磁流变传动方法,通过温控形状记忆合金弹簧来驱动磁流变液,使磁流变液的工作间隙由一面变为两面,增大了装置所能传递的转矩。基于圆盘式磁流变传动的特点,推导了装置在变面前后分别传递的转矩,探究了温度对磁流变液传递转矩的影响,并采用ANSYS有限元软件进行了磁场分析。结果表明,变面前在工作间隙h_1内的磁感应强度随半径的增大而增大;变面后在工作间隙h_2内磁感应强度先随半径增大而减小,然后再随半径的增大而增大;变面后在工作间隙h_3内磁感应强度随半径的增大而增大;装置变面后所能传递的转矩比变面前传递的转矩增大了91. 06%。(本文来源于《机械传动》期刊2019年01期）
周莹,张卫红,朱继宏[7]（2018）在《动边界压力载荷下特征驱动的形状-拓扑联合优化方法》一文中研究指出考虑动边界压力载荷的结构拓扑优化设计是一项极具挑战的工作,其难点在于压力载荷的施加需要同时满足可设计压力边界和内部拓扑边界的变化。本工作提出一种特征驱动的结构形状-拓扑联合优化方法对动边界压力载荷作用下的结构进行优化设计,将水平集函数描述的隐式B样条曲线作为基本特征分别定义移动的压力边界和结构内部拓扑边界,隐式B样条曲线的控制半径和中心点坐标作为形状和拓扑设计变量,驱动两类设计变量的更新实现压力边界形状和结构内部拓扑的联合优化。针对优化过程中可能存在压力边界被内部拓扑边界截断这一数值问题,通过沿移动压力边界定义不可设计的小带宽偏移区域保证压力边界的连续性以及压力载荷正确施加在实体材料区域。采用加权B样条有限胞元法进行高精度的结构响应计算,将压力载荷离散到有限胞元控制顶点上,并解析推导了动边界压力载荷关于形状和拓扑设计变量的灵敏度。数值算例结果表明,优化结果显式包含了隐式B样条曲线的几何参数信息,避免了优化结果到CAD模型的后处理过程,有利于结构形状-拓扑模型与CAD系统的集成。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）》期刊2018-11-23）
杨天洋,赵兵,陈务军,樊鹏玄,潘汉[8]（2018）在《形状记忆合金驱动的仿生柔性操控臂的结构设计与研究》一文中研究指出随着机械操控臂技术的发展与应用,柔性机械操控臂的设计与研究正在向着小型化、灵活化和轻量化发展。本文根据动物关节结构构造,通过仿生学原理设计了类动物关节面(关节头、关节窝)的柔性机械臂关节结构,以正八面体可变几何桁架体系(Variable geometry truss,VGT)作为理论基础,对于传统VGT结构进行改进,实验测试了温度控制形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)弹簧在不同驱动电压、不同训练次数以及不同通电时间下形状记忆行为完成的时间,得出了SMA弹簧随驱动电压、训练次数以及通电时间的变化规律,并将并联SMA弹簧作为结构体系的驱动方式设计出了单节并联柔性单元,将柔性单元串联成为适合面向精密化操作的仿生柔性操控臂结构。进行了多根SMA驱动弹簧的协调收缩实验,以及柔性臂的通电弯曲运动实验,验证了该柔性机械臂设计方案的合理性,实现了柔性操控臂的小型化和轻量化。通过模拟柔性臂在准静态过程中的受力情况,利用Abaqus有限元软件分析了柔性臂装配式组件的刚度以及应力应变分布。用拉格朗日(Lagrange)方法结合假设模态法建立了柔性机械臂的动力学模型,为柔性臂的高精度控制奠定了理论基础。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）》期刊2018-11-23）
施虎,何彬,汪政,梅雪松[9]（2018）在《磁控形状记忆合金驱动特性及其在液压阀驱动器中的应用分析》一文中研究指出磁控形状记忆合金(Magnetic shape memory alloy, MSMA)是近年来新兴的一种智能材料,兼具传统智能材料如压电和超磁致伸缩材料响应快以及温控形状记忆合金应变大的特点,非常适合作为高性能驱动元件。在分析MSMA变形机理的基础上推导出材料的本构方程,引入温度作为材料变形影响因素修正了模型,并改进现有方程在材料预压力不为零时无法准确描述其变形的不足。试验测试了MSMA材料的变形特性,并基于试验数据建立神经网络模型以模拟变形过程中应力、应变等参数的非线性耦合关系。试验结果表明,该材料的体积能量密度可达70 kJ/m~3,而能量转换效率高达80%。以高速开关阀为例研究了MSMA驱动高性能液压阀时的输出特性,完成了阀的结构设计、驱动器磁路和阀的流场仿真。阀芯驱动系统动态分析结果表明,MSMA直接驱动液压阀芯系统频率可达200 Hz以上,动态响应时间为5 ms。(本文来源于《机械工程学报》期刊2018年20期）
侯丞,于涛,谢金森,曾文杰,陈珍平[10]（2018）在《动态参数形状函数和权重函数对加速器驱动次临界反应堆中子动力学的影响》一文中研究指出在准静态框架下,动态参数由权重函数、动力学量算符、形状函数的卷积得到。传统方法的形状函数和权重函数并不能满足外源驱动次临界系统的中子动力学分析。本文分别采用λ基波中子通量密度、α基波中子通量密度、加速器驱动次临界系统(Accelerator Driven Sub-critical System,ADS)反应堆稳态中子通量密度作为初始形状函数,采用共轭λ基波中子通量密度、共轭瞬发α基波中子通量密度、ADS反应堆稳态共轭中子通量密度作为权重函数,通过改进的准静态方法对外源驱动次临界系统的启堆过程和断束工况中子动力学进行模拟。通过与时空动力学方程直接求解结果对比发现:权重函数是影响中子动力学结果的主要因素;对于启堆过程,适合采用ADS反应堆稳态中子通量密度作为初始形状函数、共轭λ基波中子通量密度作为权重函数;对于断束工况,适合采用ADS反应堆稳态共轭中子通量密度作为权重函数。权重函数相对于外源瞬变的滞后现象表明,在外源瞬变后的短时间内,外源中子对中子价值和权重函数的影响具有非均匀性,在建立优化的权重函数模型时,需要将共轭外源项的非均匀分布纳入考虑。(本文来源于《核技术》期刊2018年09期）
形状驱动论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
磁驱动形状记忆合金作为一类新型形状记忆材料,不但具有传统形状记忆合金受温度场和应力场控制的形状记忆效应,而且具有受磁场控制的磁驱动形状记忆效应。因此,磁驱动形状记忆合金兼具大输出应变、高响应频率和精准控制性等特性,有望作为新一代智能材料在航空航天、生物工程、能源和自动化等领域发挥重要作用。本论文工作以一系列Ni(Fe)-Mn基磁驱动形状记忆合金作为研究对象,通过调控合金磁结构转变,同时利用原位高能同步辐射和中子衍射等技术手段研究该系列合金的磁驱动相变行为,并进一步探讨了它们的相关丰富物理特性。利用先进原位中子衍射技术研究了Ni-Mn基磁驱动形状记忆合金的异常低温(4 K,远低于马氏体相变温度)磁化行为。研究表明,磁场诱发相变导致Ni37Co11Mn42.5Sn9.5合金在低温呈现出异常磁化行为。进一步分析表明该磁驱动相变由非连续转变组成,从而解释了磁化曲线的跳跃现象。该项工作对深入理解磁驱动形状记忆合金的磁-结构耦合而设计磁驱动相变材料新型功能特性以及对研究其他相变材料体系中的异常低温磁化行为具有指导意义。系统研究了Fe43-xMn28Ga29+x(x=0,0.5,1.0,1.5,1.7,1.9,2.0)磁驱动形状记忆合金体系的相变行为。研究结果显示,该合金体系中当x数值超过某一临界值xc(xc≥ 2.0)时,在系统内出现应变玻璃转变。在已有实验结果的基础上建立了Fe43-xMn28Ga29+x合金体系的相图,其中包含马氏体和应变玻璃的相关组分。在冻结温度点T0以下,施加外场能够在Fe41Mn28Ga31应变玻璃合金中实现磁驱动一级相变,并伴有磁跳跃现象的发生。利用原位中子衍射技术直接证实了磁驱动应变玻璃向马氏体相变是导致这一特殊相变行为的原因。初步分析了磁场驱动应变玻璃向马氏体转变和相关磁跳跃行为的结构演变过程。最后,该项工作初步研究了 Fe41Mn28Ga31应变玻璃合金的潜在磁热性能和形状记忆效应,并在80 K下施加2.1 T磁场得到了大小为8.7 J kg-11 K-1的磁转变熵。这些结果提供了关于应变玻璃更新的有利于理论分析和实际应用的证据,为将来研究铁性玻璃的相变耦合行为和设计新型巨磁响应材料奠定了基础。此外,在一系列Fe-Mn-Ga磁驱动形状记忆合金体系中实现了巨负膨胀效应。研究结果显示,该合金的负膨胀效应主要来源于降温过程中从立方奥氏体向四方马氏体的相变所造成的晶格体积增加。经过适当的成分调控,该合金体系中的负膨胀温度区间可以从室温降到低温区域。其中Fe43Mn28Ga29合金在290 K到209 K的负膨胀温度区间内线膨胀系数达到-50.2× 10-6K-1。同时该合金体系具备良好的力学性能,优异的导电性和导热性。因此,Fe-Mn-Ga合金有望成为新一代负膨胀材料而被实际应用。通过改变Mn/In比例和Co掺杂代替Ni的方法来调控磁结构转变,从而设计了一系列Ni-(Co)-Mn-In合金。研究显示,Ni49Co3Mn34In14成分合金在相变过程中具有窄的相变滞后8 K,小的相变区间7 K和非常敏感的转变温度对磁场变化值6 K T-1。通过原位同步辐射手段揭示了该Ni49Co3Mn34In14合金马氏体和奥氏体之间具有极好的几何兼容性。利用原位中子衍射技术直接证明了该合金可以在3 T磁场下实现完全马氏体态和完全奥氏体态之间的可逆相转变。同时,优化的Ni49Co3Mn34In14合金能在3T的磁场下表现出良好的磁响应效应:可逆巨磁热效应(磁熵变为16.5 J kg-1 K-1)、巨磁致应变(0.26%)和磁阻效应(60%)在3 T的低磁场下同时在该合金中实现。这些磁响应效应大小可以与其他已经报道的Ni-Mn基磁性形状记忆合金对应的效应(磁场高于5 T)相比较,但所施加的磁场大幅降低。这对开发Ni-Mn基合金低场驱动优异磁响应性能及其在磁致冷、磁传感和磁记录材料等方面的应用具有重要的指导意义。本文对Ni(Fe)-Mn基磁驱动形状记忆合金的磁场驱动相变行为进行了深入研究,并探讨了相关丰富物理特性,为进一步深入研究磁驱动形状记忆合金中的马氏体相变行为和设计新型多功能材料提供了实验依据和新思路。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
形状驱动论文参考文献
[1].王志勇,周博,薛世峰.基于UMAT的形状记忆合金驱动波纹板结构的数值分析[J].计算力学学报.2019
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[3].杨娜.形状可预设的光学/驱动响应薄膜的构筑及性能研究[D].齐鲁工业大学.2019
[4].王健.形状记忆合金驱动的空间抓捕机构研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[5].杨浩.基于形状记忆合金弹簧的柔性驱动模块的设计与控制研究[D].中国科学技术大学.2019
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[7].周莹,张卫红,朱继宏.动边界压力载荷下特征驱动的形状-拓扑联合优化方法[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）.2018
[8].杨天洋,赵兵,陈务军,樊鹏玄,潘汉.形状记忆合金驱动的仿生柔性操控臂的结构设计与研究[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）.2018
[9].施虎,何彬,汪政,梅雪松.磁控形状记忆合金驱动特性及其在液压阀驱动器中的应用分析[J].机械工程学报.2018
[10].侯丞,于涛,谢金森,曾文杰,陈珍平.动态参数形状函数和权重函数对加速器驱动次临界反应堆中子动力学的影响[J].核技术.2018