驱动钛丝（SMA）的可靠性设计（3） 响应时间的设计

【前言】

形状记忆合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形态记忆合金、钛镍记忆合金，它是由Ti（钛）-Ni（镍）材料组成，经过多道工序制成的丝，我们简称钛丝，可以通过电路驱动钛丝发生运动。

相比于传统的电机、电磁铁动力，钛丝是一种新型的动力元件。

钛丝驱动技术目前已经在航空航天、洲际导弹、无人机、手机、汽车、机器人等科技领域投入使用。

本文通过分享、普及钛丝驱动技术的可靠性设计，方便大家在机械电子工业设计等领域快速有效的转化为科技成果。

第3节  响应时间的设计

前一章我们提到，有很多产品，是需要我们做一些机械结构设计去优化和匹配产品的需求。什么情况下需要做结构设计？如何做结构设计？包括结构设计对钛丝的驱动的可靠性有哪些影响？本节我们就来说一说驱动钛丝的响应时间的设计。

1、驱动钛丝响应时间的设计

我们知道，最简单的直线驱动钛丝的响应时间，是可以通过《驱动钛丝（SMA）基础参数计算模型》（以下简称SMA基础模型）匹配出来的，以常用的0.15线径的钛丝为例，假设我们需要的响应时间是0.5s，位移量是5%，钛丝从20°加热到100°所做的热功量，根据SMA基础模型表4，计算出驱动电流是581mA。

如果将响应时间调整至0.1s，位移不变，这个时候我们发现需要的驱动电流和电压多了1倍以上，但有时产品的供电系统为了节能的需要，往往无法提供这么高的电流。

这个时候，我们就需要采用《驱动钛丝（SMA）常见10大结构模型》中的三角函数驱动结构，这个结构利用了杠杆原理，可以在较小的电流下获得更好的响应时间和位移。

当sinA=0.4时，我们在这个结构模型上同样施加581mA电流，驱动时间0.5S，可以获得约15%位移量，这个位移量是直线驱动的3倍。

同样的，在电流保持581mA不变的情况下，我们把驱动时间调整至0.1S，可以获得5%位移量，产品需要的节能和响应时间需求就能兼顾了。

这个结构模型同样可以调节位移不足的情况。

另外，这个结构模型的应用，是完全可逆的，比如，当冷却响应时间无法满足的情况下，我们可以提高初始载荷，压缩马氏体恢复到奥氏体的温度迟滞区间，从而提高冷却恢复的响应时间。

通过上述分析可以看出，灵活运用结构设计和杠杆效应，可以使产品获得更好的电流、响应时间、位移等参数指标，这样就给驱动钛丝的可靠性进一步提供了保障。

结束语

为了让驱动钛丝在工业应用中切实落地，我们制作了包括《财哥说钛丝》、《驱动钛丝（SMA）的可靠性设计》等系列视频和文章供大家参考，欢迎大家的关注和交流，请点赞收藏！

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作者  财哥说钛丝