多晶形状记忆合金丝换能器中迟滞的物理混合动力学模型

形状记忆合金(SMA)是一类智能材料，在通电加热时呈现高达5%的宏观收缩。该效应可用于开发新型非常规执行器。尽管具有紧凑、轻量和高能量密度等诸多特征，商用SMA丝表现出高度非线性行为，体现为载荷、温度与速率相关的迟滞，具有复杂形状与次要回路。对此类迟滞的精确建模与补偿是开发高性能SMA应用的基础。本文提出一种新的动力学模型来描述多晶SMA丝的复杂迟滞。该方法基于在混合动力学框架下对单轴SMA丝的Muller-Achenbach-Seelecke模型进行重构。以此方式，我们能在不损失精度与物理可解释性的前提下显著降低数值复杂度与计算时间。在描述模型后，对一根直径75 {\mu}m的SMA丝试样开展了广泛实验验证。新的混合模型将为SMA执行器的混合控制器与观测器开发铺平道路。