[发明专利]一种用于薄壁圆柱壳动刚度主动增强的SMA作动器

说明书

一种用于薄壁圆柱壳动刚度主动增强的SMA作动器，本发明涉及一种SMA作动器，本发明内容是提供通过径向作动器施加于薄壁圆柱壳的内壁以径向面载荷增加结构动刚度的装置，它包括圆柱壳体、第一弧形膨胀块、第一锁紧固定件、第二弧形膨胀块、第一膨胀楔形块、第三弧形膨胀块、第二锁紧固定件、第四弧形膨胀块、第二膨胀楔形块、两个第一形状记忆合金体和两个第二形状记忆合金体，第二弧形膨胀块和第三弧形膨胀块设置在圆柱壳体顶端的内侧壁上，第一膨胀楔形块设置在第二弧形膨胀块和第三弧形膨胀块之间，第一弧形膨胀块和第四弧形膨胀块设置在圆柱壳体底端的内侧壁上，第二膨胀楔形块设置在第一弧形膨胀块和第四弧形膨胀块之间，本发明用于作动器领域。

技术领域

本发明涉及一种SMA作动器，具体涉及一种用于薄壁圆柱壳动刚度主动增强的SMA作动器。

背景技术

经过几十年的不断发展，时至今日，人类在飞行器的研究上取得了空前成就，各种飞行器的速度也得到了不断的提高，亚音速、跨音速、超音速以及超高音速飞行器层出不穷。当飞行器在高速飞行过程中，作用在飞行器结构上的弹性力、惯性力、气动力和热效应力相互之间耦合，非常容易引发气动热弹性问题，气动热效应会改变飞行器的刚度特性，导致飞行器结构的颤振速度下降，从而对飞行的控制精度甚至是飞行安全产生严重影响。

对于克服气动热效应带给飞行器结构刚度特性的改变方法，传统意义上的结构设计方法主要是依靠隔热、防热以及在结构上增加加强筋等方式，但是飞行器结构功能要求和约束条件的不断提高，这种被动的方式存在改变气动热效应不明显、无法主动调节结构刚度等不足。

目前通过相关理论计算可以得知，当薄壁圆柱壳的内表面在受到沿着径向指向外的面载荷时，圆柱壳的结构动刚度会有所增加，根据这个原理，可以通过径向作动器施加于薄壁圆柱壳的内壁以径向面载荷，以此来增加薄壁圆柱壳的结构动刚度。因此需要提供通过径向作动器施加于薄壁圆柱壳的内壁以径向面载荷增加结构动刚度的装置。

发明内容

本发明内容是提供通过径向作动器施加于薄壁圆柱壳的内壁以径向面载荷增加结构动刚度的装置，进而提供一种用于薄壁圆柱壳动刚度主动增强的SMA作动器。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：

它包括圆柱壳体、第一弧形膨胀块、第一锁紧固定件、第二弧形膨胀块、第一膨胀楔形块、第三弧形膨胀块、第二锁紧固定件、第四弧形膨胀块、第二膨胀楔形块、两个第一形状记忆合金体和两个第二形状记忆合金体，第二弧形膨胀块和第三弧形膨胀块设置在圆柱壳体顶端的内侧壁上，第一膨胀楔形块设置在第二弧形膨胀块和第三弧形膨胀块之间，第一膨胀楔形块通过第一锁紧固定件固定安装在圆柱壳体上，第一弧形膨胀块和第四弧形膨胀块设置在圆柱壳体底端的内侧壁上，第二膨胀楔形块设置在第一弧形膨胀块和第四弧形膨胀块之间，第二膨胀楔形块通过第二锁紧固定件固定安装在圆柱壳体上，两个第一形状记忆合金体设置在第一弧形膨胀块和第二弧形膨胀块之间，第二形状记忆合金体设置在第三弧形膨胀块和第四弧形膨胀块之间。

本发明的有益效果是：

1本发明所述的用于薄壁圆柱壳结构动刚度主动增强的SMA作动器，结构简单、紧凑，使得被固定物的所有自由度完全被限制；2本发明的作动器能够将驱动体产生的集中力转化为膨胀环对圆柱壳的面载荷；3所述预紧装置能够沿着圆周方向对驱动体进行预紧，从而保证驱动体所产生的微小位移能够作用在膨胀环上，进一步传导至圆柱壳内表面，最大限度地利用了驱动体的性能；4所述膨胀环采用变截面的设计，两端较厚中间薄，既保证了膨胀环的应有刚度，同时降低了膨胀环本身的重量；5采用SMA形状记忆合金作为驱动体，使得作动器能够在外界热环境的作用下主动工作，进而实现作动器的主动工作，实现薄壁圆柱壳结构动刚度的主动增强。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图，图2是膨胀楔形块压紧相邻两个弧形膨胀块的示意图，图3是本发明整体结构示意图。

具体实施方式