| Título: | Desenvolvimento de um atuador torcional usando liga NiTi com efeito de memória de forma |
| Autor: | Marinés Chiquinquirá Carvajal Bravo |
| Programa: | Engenharia Aeronáutica e Mecânica |
| Área de Concentração: | Mecânica dos Sólidos e Estruturas |
| Orientador : | Sérgio Frascino Müller de Almeida |
| Ano de Publicação : | 2013 |
| Curso : | Mestrado Acadêmico |
| Assuntos : | Atuadores |
| t | Ligas de memória de forma |
| t | Ligas nitinol |
| t | Ligas de titânio |
| t | Engenharia de materiais |
| t | Metalurgia |
| Resumo : | As ligas NiTi são as mais amplamente utilizadas dentre os materiais com Efeito de Memória de Forma. Uma liga NiTi capaz de deformar 9% da forma original e recuperá-la totalmente tem sido produzida no Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Aproveitando esta característica (a maior recuperação de forma encontrada na literatura aberta) desenvolveu-se um atuador torcional visando o controle de forma de estruturas aeronáuticas. O objetivo deste trabalho é modelar e projetar um atuador torcional e avaliar experimentalmente o deslocamento angular e torque gerados pela recuperação de forma. Desenvolveu-se uma formulação simplificada para o projeto do atuador torcional considerando como variáveis de projeto o comprimento e o diâmetro do atuador, o diâmetro do fio e o ângulo de enrolamento. São deduzidas expressões para o cálculo do comprimento do fio de NiTi, o deslocamento angular e o torque gerado em função dos parâmetros de projeto. Recomendações de projeto do atuador torcional são elaboradas em função dessas relações. O sistema de aquecimento usado para atingir a temperatura de transformação de fase (88°C, valor correspondente a Af) é baseado em água em ebulição (também poderia ser utilizado efeito Joule). Desenvolveu-se um banco de prova linear para caracterizar a recuperação de forma do material e as forças geradas sob deformação longitudinal. Dois diâmetros de fio de NiTi foram testados no atuador torcional: 1 mm e 2 mm. Os resultados de deslocamento angular foram de 18° para os dois fios usados para uma deformação recuperável por EMF de aproximadamente 3%. Em termos de forças de recuperação, o fio de 1 mm apresenta 250 N na etapa de recuperação, e o fio de 2 mm uma força de 1100 N, aproximadamente quatro vezes maior. Os resultados experimentais são consistentes com a análise teórica, principalmente considerando as limitações do experimento torcional. |
| Data de Defesa : | 20/02/2013 |
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