Fabrication and static characterization of carbon-fiber-reinforced polymers with embedded NiTi shape memory wire actuators

Abstract

In this work, unidirectional carbon-fiber-reinforced polymers (CFRP) with embedded NiTi shape memory alloy (SMA) wire actuators were manufactured using a universal testing machine equipped with a thermally controlled chamber. Beam specimens containing cold-worked, annealed and trained NiTi SMA wires distributed along their neutral plane were fabricated. Several tests in a three-point bending mode at different constant temperatures were performed. To verify thermal buckling effects, electrical activation of the specimens was realized in a cantilevered beam mode and the influence of the SMA wire actuators on the tip deflection of the composite is demonstrated.

Estudo de propriedades dinâmico-mecânicas de um compósito aeronáutico de CFRP com fios de ligas com memória de forma embebidos

“…A incorporação de LMF na forma de fios finos aos compósitos poliméricos reforçados com fibras de carbono (CFRP -Carbon Fiber Reinforced Polymer) já foi objeto de alguns poucos estudos e pode resultar em estruturas ativas, capazes de provocar alterações em propriedades importantes como rigidez, amortecimento e frequência natural da estrutura, além de dota-las da capacidade de auto adaptação às condições existentes no meio, ou exibirem propriedades variáveis com as necessidades [3][4][5] . Neste contexto, para esse trabalho foram fabricadas pequenas placas de compósitos ativos, através da incorporação de fios de LMF NiTi em folhas pré-impregnadas de CFRP, com as fibras de carbono posicionadas em ângulo em relação aos fios NiTi (15 …”

“…O treinamento leva a uma estabilização das propriedades termomecânicas dos fios NiTi e consistiu de uma sequência de 1000 ciclos de aquecimento por efeito Joule e resfriamento ao ambiente (em torno de 30 °C), sob carga constante aplicada ao fio NiTi, conforme descrito em trabalho anterior de Araújo et al [5] . Por meio da Figura 1 mostra-se de forma esquemática a configuração das amostras de viga retangular CFRP/NiTi produzidas para este estudo.…”

An original architectured NiTi silicone rubber structure for biomedical applications

“…This shows the interest of such architectured NiTi silicone rubber structures for biomedical applications. Some of the studies reported focus on NiTi associated with polymers [1,2]. To the best knowledge of the authors, the work by Heller et al [3] is the only one dealing with elastomer combined with NiTi.…”

Comportamento termomecânico de compósitos ativos preparados com nanocompósitos epóxi/argila organofílica e fios de liga Ni-Ti com memória de forma

“…Esses fios foram recozidos por 20 minutos a 450 °C em forno elétrico, seguido de resfriamento ao ar a temperatura ambiente. Este tratamento térmico libera a transformação martensítica reversível responsável pelo aparecimento do fenômeno de memória de forma nos fios Ni-Ti, pois há uma estabilização da martensita devido ao encruamento oriundo do processo de fabricação [6] .…”

“…As LMF vêm sendo usadas para diversas aplicações como atuadores termomecânicos em dispositivos para uma variedade de segmentos, como biomedicina, petróleo e gás, indústria aeroespacial, automotivo, mecatrônica e eletroeletrônica [2] . Vários estudos reportados na literatura estão sendo direcionados ao uso de LMF embebidas em sistemas epoxídicos [1][2][3][4][5][6][7][8][9] . Esse desenvolvimento tecnológico vem ocorrendo devido à necessidade de utilização de materiais com propriedades especiais, não encontradas em um único material, mas que podem ser obtidos pela combinação de diversos outros, originando propriedades singulares.…”