539.3

демпфуючий пристрій
конструктивні параметри
сплав з пам’яттю форми
псевдопружність
damper device
constructive parameters
shape memory alloy
pseudoelasticity

Запропоновано демпфуючий пристрій, заснований на використанні ефекту псевдопружності сплавів із пам’яттю форми (СПФ). Пристрій складається із попередньо розтягнених дротів із сплаву з пам’яттю форми та двох стиснених пружин, які забезпечують розтяг дротів. Попередньо розтягнені дроти зі сплаву з СПФ забезпечують надійність системи й добрі демпфуючі властивості, а попередньо стиснені пружини – відновлення пристрою до початкового положення після зняття зовнішнього навантаження. Запропоновано методику розрахунку міцнісних і конструктивних параметрів демпфуючого пристрою. Визначено зусилля та величину попереднього натягу дротів СПФ та максимальне граничне значення переміщення його пристрою під дією зовнішнього зусилля. Також визначено гранично допустиме зусилля у дротах.
Shape memory alloy (SMA) based damper device is presented in this paper. The device is composed of pre-tensioned SMA wires and two pre-compressed springs which supply tension of the wires. Pre-tensioned SMA wires provide the system reliability and good damping properties. After removing the external load pre-compressed springs provide recovery of the device to its original shape. The calculation method of strength and constructive parameters of the damping device is offered. The internal force, the maximal displacement value and the pre-tension magnitude of SMA wires are defined. The maximum allowable internal force of the wires is determined.

1. Giurgiutiu V., Zagrai A. Use of smart materials technologies in radiation environments and nuclear industry [Text] // Proceedings of SPIE. – 2000. – P. paper # 3985 – 103.
2. Bucht A. et al. Industrial Applications of Shape Memory Alloys Potentials and Limitations [Text] // Innovative Small Drives and Micro-Motor Systems; 9. GMM/ETG Symposium. – 2013. – P. 1 – 6.
3. Mohd Jani J. et al. A review of shape memory alloy research, applications and opportunities [Text] // Mater. Des. Elsevier. – 2014. – Vol. 56. – P. 1078 – 1113.
4. Hartl D.J. et al. Standardization of shape memory alloy test methods toward certification of aerospace applications [Text] // Smart Mater. Struct. – 2015. – Vol. 24, № 8. P. – 82001.
5. Pittaccio S. et al. Applications of Shape Memory Alloys for Neurology and Neuromuscular Rehabilitation [Text] // J. Funct. Biomater. / ed. Petrini L. MDPI, 2015. Vol. 6, № 2. P. 328 – 344.
6. Karthik G., Kashyap B., Prabhu T.R. Processing, properties and applications of Ni-Ti-Fe shape memory alloys [Text] // Mater. Today Proc. Elsevier, – 2017. – Vol. 4, № 2. – P. 3581 – 3589.
7. Ясній В.П. Моделювання МСЕ механічної поведінки сплавів з пам'яттю форми [Текст] / В.П. Ясній, О.В. Дивдик, Я.Р. Лисенко // Праці конференції „Пошкодження матеріалів під час експлуатації, методи його діагностування і прогнозування“, 19-22 вересня 2017 року. – Т. : ТНТУ, 2017. – С. 60 – 62.
8. Oshida Y. et al. Biological and Chemical Evaluation of TiNi Alloys [Text] // Martensitic Transformations. Trans Tech Publications, – 1991. – Vol. 56. – P. 705 – 710.
9. Lekston Z., Drugacz J., Morawiec H. Application of superelastic NiTi wires for mandibular distraction [Text] // Mater. Sci. Eng. A. Elsevier. – 2004. – Vol. 378, № 1–2. – P. 537 – 541.
10.Rondelli G. Corrosion resistance tests on NiTi shape memory alloy [Text] // Biomaterials. – 1996. – Vol. 17. – P. 2003 – 2008.
11.Держнаглядохоронпраці. Наказ “Про затвердження Правил будови і безпечної експлуатації трубопроводів пари та гарячої води” від 08.09.1998 N 177.
12. Wolons D., Gandhi F., Malovrh B. Experimental Investigation of the Pseudoelastic Hysteresis Damping Characteristics of Shape Memory Alloy Wires [Text] // J. Intell. Mater. Syst. Struct. – 1998. – Vol. 9, № 2. – P. 116 – 126.
13. Ma H., Wilkinson T., Cho C. Feasibility study on a self-centering beam-to-column connection by using the superelastic behavior of SMAs [Text] // Smart Mater. Struct. – 2007. – Vol. 16, № 5. – P. 1555 – 1563.
14.Isalgue A. et al. SMA for Dampers in Civil Engineering [Text] // Mater. Trans. – 2006. – Vol. 47, № 3. – P. 682 – 690.
15. Ma H., Yam M.C.H. Modelling of a self-centring damper and its application in structural control [Text] / J. Constr. Steel Res. Elsevier, – 2011. – Vol. 67, № 4. – P. 656 – 666.
16. Torra V. et al. The SMA: An Effective Damper in Civil Engineering that Smoothes Oscillations [Text] / Mater. Sci. Forum. Trans Tech Publications, – 2012. – Vol. 706 – 709. – P. 2020 – 2025.
17.Ясній П. Демпфуючий пристрій для транспортування довгомірних конструкцій / П. Ясній, В. Ясній Пат. 116582 Україна МПК F16F 7/12; опубл. 25.05.2017, Бюл. № 10. 2017.

1. Giurgiutiu V., Zagrai A. The Use of Smart Materials Technologies in Radiation Environment and Nuclear Industry ,, Proceedings of SPIE. 2000. P. paper # 3985.103.
2. Bucht A. et al. Industrial Applications of Shape Memory Alloys Potentials and Limitations ,, Innovative Small Drives and Micro-Motor Systems; 9. GMM,ETG Symposium. 2013. P. 1 – 6.
3. Mohd Jani J. et al. A review of shape memory alloy research, applications and opportunities ,, Mater. Des. Elsevier, 2014. Vol. 56. P. 1078 – 1113.
4. Hartl D.J. et al. Standardization of shape memory alloy test methods toward certification of aerospace applications, Smart Mater. Struct. 2015. Vol. 24, No 8. P. 82001.
5. Pittaccio S. et al. Applications of Shape Memory Alloys for Neurology and Neuromuscular Rehabilitation ,, J. Funct. Biomater., ed. Petrini L. MDPI, 2015. Vol. 6, No 2. P. 328 – 344.
6. Karthik G., Kashyap B., Prabhu T.R. Processing, properties and applications of Ni-Ti-Fe shape memory alloys ,, Mater. Today Proc. Elsevier, 2017. Vol. 4, No 2. P. 3581 – 3589.
7. Iasnii V. P., Dyvdyk O. V., Lysenko Ya. R. (2017) Modeliuvannia MSE mekhanichnoi povedinky splaviv z pamiattiu formy. Proceedings of the Conference „In-service damage of materials, its diagnostics and prediction“ (Tern., 19 – 22 September 2017), pp. 60 – 62 [in Ukrainian].
8. Oshida Y. et al. Biological and Chemical Evaluation of TiNi Alloys ,,Martensitic Transformations. Trans Tech Publications, 1991. Vol. 56. P. 705 – 710.
9. Lekston Z., Drugacz J., Morawiec H. Application of superelastic NiTi wires for mandibular distraction ,,Mater. Sci. Eng. A. Elsevier, 2004. Vol. 378, No 1–2. P. 537 – 541.
10.Rondelli G. Corrosion resistance tests on NiTi shape memory alloy ,, Biomaterials. 1996. Vol. 17. P. 2003–2008.
11. K. O., C.M. W. Shape Memory Materials. Cambridge, Mass, USA: Cambridge University Press, 1998. 300 p.
12. Wolons D., Gandhi F., Malovrh B. Experimental Investigation of the Pseudoelastic Hysteresis Damping Characteristics of Shape Memory Alloy Wires ,, J. Intell. Mater. Syst. Struct. 1998. Vol. 9, No 2. P. 116–126.
13. Ma H., Wilkinson T., Cho C. Feasibility study on a self-centering beam-to-column connection by using the superelastic behavior of SMAs ,, Smart Mater. Struct. 2007. Vol. 16, No 5. P. 1555 – 1563.
14.Isalgue A. et al. SMA for Dampers in Civil Engineering ,, Mater. Trans. 2006. Vol. 47, No 3. P. 682 – 690.
15. Ma H., Yam M.C.H. Modelling of a self-centring damper and its application in structural control ,, J. Constr. Steel Res. Elsevier, 2011. Vol. 67, No 4. P. 656 – 666.
16. Torra V. et al. The SMA: An Effective Damper in Civil Engineering that Smoothes Oscillations ,, Mater. Sci. Forum. Trans Tech Publications, 2012. Vol. 706 – 709. P. 2020 – 2025.
17.Iasnii P., Yasnii V. Dempfuiuchyi prystrii dlia transportuvannia dovhomirnykh konstruktsii: pat. 116582 Ukraina MPK F16F 7/12; opubl. 25.05.2017, Biul. # 10. 2017.