臺灣博碩士論文加值系統

形狀記憶合金的記憶效應是藉由溫度的升降所引起的相變化來驅動，由先前的研究發現，SMA在不同電流的加熱下，呈現出不同的剛性，會有不同的負荷能力。所以本研究假設SMA的剛性為其自身溫度的函數，以懸臂樑的方式研究SMA的力學特性，通以不同的電流，在不同的操作溫度下，量測其荷重與變形量，再將結果代入計算樑撓度的公式，估算其等效的彈性係數(E)。如此藉由一系列的實驗資料及分析結果，迴歸分析出彈性係數隨溫度而變化的函數關係。
實驗結果顯示，SMA在100%沃斯田體與100%麻田散體相變化範圍內，其彈性係數會受到自身溫度的影響，在這兩個相變化範圍內，SMA於形狀記憶效應範圍內，在其彈性限以下，其彈性係數與溫度呈非線性關係，本研究藉由實驗數據，建立了彈性係數與溫度的理論關係式。

The shape memory effect of the shape memory alloy (SMA) was driven by its phase transformation caused by temperature change. Previous researches show that the SMA present different stiffness and loading ability under different operating temperature. This study makes assumption as the stiffness of SMA is a function of its temperature. A cantilever beam with SMA was heated by electric current. Then, the load and deflection under different operation temperature of SMA cantilever beam were measured. The results were used to estimate the elastic modulus (E) of the SMA by the cantilever beam deflection formula. A series of experiments were carried out in the study. The experimental results were used to define the relative function between elastic modulus of SMA with temperature by the regression analysis method.
Experimental results shown that the elastic modulus of SMA depends on its temperature in the shape transformation range form 100% austenite to 100% martensite. In this phase transformation range and under its elastic limit of shape memory effect range , the relationship of elastic modulus of SMA with temperature is nonlinear. A theoretical expression of elastic modulus of SMA with its temperature was established here.

第一章 緒論
1.1 研究動機
1.2 文獻回顧
第二章 形狀記憶合金
2.1形狀記憶合金概論
2.1.1 狀記憶合金發展背景
2.1.2 形狀記憶合金的製造
2.1.3 形狀記憶合金之記憶處理
2.1.4形狀記憶合金的種類
　　2.1.5 記憶效應及擬彈性
　 (1)單向形狀記憶
(2)雙向形狀記憶
(3)全向形狀記憶
(4)擬彈性效應
2.2形狀記憶效果機構
2.2.1 形狀記憶效應的微觀機制
2.2.2 形狀記憶效果
2.2.3 記憶的機構
2.2.4 形狀記憶效果的起源
2.3 TiNi系合金的物性與機械性質
2.3.1 電阻
2.3.2 比熱
2.3.3 機械性質
2 .4 以Cu置換Ni的影響
2.5形狀記憶合金的應用
2.5.1工業上之應用
2.5.2 制動器和機器人的應用
2.5.3 在宇航太空技術方面
第三章 實驗設備與規劃
3.1 實驗材料和設備
3.1.1 形狀記憶合金基本特性
3.1.2 SMA懸臂樑的實驗裝置
3.1.3變形角度量測系統
3.1.4 角度計算程式
3.1.5恆溫控制系統
3.2 實驗方法與規劃
3.2.1 SMA與導線的接合方法
3.2.2 SMA與熱電偶的接合
3.2.3實驗流程
第四章 結果與討論
4.1 SMA懸臂樑變形角度的實驗數據
4.2 變形量數據
4.3 彈性係數的計算
4.4 彈性係數與溫度的關係
第五章 結論與未來發展
參考文獻

[1]楊大智、吳錫侃、游正峰，”智能材料與智能系統”，新文京出版社，2004。
[2]朱志堯、李玉興，”金屬新秀”，凡異出版社，2000。
[3]王冠鈞，”以形狀記憶合金製作擺動式制動器及其控制之研究”，
大同大學機械工程學系碩士論文，July 2004 。
[4]林振寧，”形狀記憶合金之彈性係數的溫度效應之研究”，
大同大學機械工程研究所碩士論文，July 2005。
[5]舟久保 康熙，”形狀記憶合金”，復漢出版社，1999。
[6]沈保羅，”工程材料”，新文京出版社，2002。
[7]石家興，”鈦鎳合金雙向形狀記憶效應機制研究”，清華大學材料
科學工程研究所碩士論文，June 2001。
[8]蔡豐銘，”形狀記憶合金之有限元素分析”，國立雲林科技大學機械工程研
究所碩士論文，June 2004。
[9]”Biometal Silent Arm Demo” ，http://www.robotstore.com/。
[10]”Nitinol Devices & Component”，http://www.nitinol.com/。
[11]James F.Shackelford，”Material Science for Engineers”，2002。
[12]Sakai，”A NEW SERVO MOTOR USING SHAPE MEMORY ALLOW”，1989。
[13]Masashi Kitamasu、Masai Yoshida，”BASIC STUDT FOR NEW TYPE
ACTUATOR USING SHAPE MEMORY ALLOY”，2001。
[14]黃昱霖，”四種矯正合金線材動摩擦阻力之比較”，
國立台灣大學醫學院牙醫科學研究所，2000。
[15]”AEROSPACE，Inc.”http://www.tiniaerospace.com。
[16]FERDINAND P.BEER、E.RUSSELL JOHNSTON,JR、JOHN T.EWOLF，
“MECHANICS OF MATERIALS”,1981，Fourth Edition。
[17]王安石，”材料力學”，藝軒圖書出版社，1999。
[18]齊鋒，”Visual Basic 6.0入門與運用”，知城出版社，2001。
[19]張榮興，”Visual Basic 數值分析與工程應用”，全威圖書有限公司，
2002。