Consecuencias mecánicas de los alambres de NiTi cargados dinámicamente bajo condiciones típicas de actuadores en rehabilitación y neurociencia
Autores: Çakmak, Umut D.; Major, Zoltán; Fischlschweiger, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Consecuencias mecánicas de los alambres de NiTi cargados dinámicamente bajo condiciones típicas de actuadores en rehabilitación y neurociencia
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Aleaciones con memoria de forma
Rehabilitación
Neurociencia
Actuadores
Transformación de fase activada por temperatura
Aleación de NiTi
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
En el campo de la rehabilitación y la neurociencia, las aleaciones con memoria de forma juegan un papel crucial como actuadores ligeros. Los dispositivos están aprovechando el efecto de memoria de forma al transformar el calor en trabajo mecánico. En aplicaciones de rehabilitación, se produce una carga dinámica del dispositivo respectivo, lo que a su vez influye en las consecuencias mecánicas de la aleación de transformación de fase. Por lo tanto, en este trabajo, se investigó experimentalmente el comportamiento termomecánico dinámico de los hilos de aleación de memoria de forma NiTi, desencadenados por temperatura, con diferentes composiciones químicas y geometrías. Se analizaron el módulo de almacenamiento y el factor de pérdida mecánica de las aleaciones de NiTi a diferentes temperaturas y frecuencias de carga bajo condiciones controladas por fuerza. Se obtuvieron tendencias contraintuitivas dependientes del módulo de almacenamiento y del factor de pérdida en relación con la dependencia de la frecuencia de carga de las propiedades mecánicas en función de la composición y geometría de los materiales. Se reveló que los factores de pérdida mostraron una pronunciada dependencia de la frecuencia de carga, mientras que el módulo de almacenamiento no se vio afectado. Se demostró que las condiciones controladas por fuerza llevaron a un módulo de almacenamiento más bajo de lo esperado. Además, resultó que una simple relación empírica podría capturar la dependencia característica de temperatura del módulo de almacenamiento, que es una relación de entrada importante para modelar el comportamiento del dispositivo de rehabilitación bajo diferentes condiciones de carga dinámica y térmica, teniendo en cuenta directamente el comportamiento del material de la aleación con memoria de forma.
Descripción
En el campo de la rehabilitación y la neurociencia, las aleaciones con memoria de forma juegan un papel crucial como actuadores ligeros. Los dispositivos están aprovechando el efecto de memoria de forma al transformar el calor en trabajo mecánico. En aplicaciones de rehabilitación, se produce una carga dinámica del dispositivo respectivo, lo que a su vez influye en las consecuencias mecánicas de la aleación de transformación de fase. Por lo tanto, en este trabajo, se investigó experimentalmente el comportamiento termomecánico dinámico de los hilos de aleación de memoria de forma NiTi, desencadenados por temperatura, con diferentes composiciones químicas y geometrías. Se analizaron el módulo de almacenamiento y el factor de pérdida mecánica de las aleaciones de NiTi a diferentes temperaturas y frecuencias de carga bajo condiciones controladas por fuerza. Se obtuvieron tendencias contraintuitivas dependientes del módulo de almacenamiento y del factor de pérdida en relación con la dependencia de la frecuencia de carga de las propiedades mecánicas en función de la composición y geometría de los materiales. Se reveló que los factores de pérdida mostraron una pronunciada dependencia de la frecuencia de carga, mientras que el módulo de almacenamiento no se vio afectado. Se demostró que las condiciones controladas por fuerza llevaron a un módulo de almacenamiento más bajo de lo esperado. Además, resultó que una simple relación empírica podría capturar la dependencia característica de temperatura del módulo de almacenamiento, que es una relación de entrada importante para modelar el comportamiento del dispositivo de rehabilitación bajo diferentes condiciones de carga dinámica y térmica, teniendo en cuenta directamente el comportamiento del material de la aleación con memoria de forma.