Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование возможности применения нитинола в качестве подъемного механизма

Фамилия
Паскин
Имя
Никита
Отчество
Максимович
Номинация
Материаловедение
Учебное заведение
ГБОУ школа №1375
Руководитель
асп. Куренков Д.С.
Название тезиса
Исследование возможности применения нитинола в качестве подъемного механизма
Тезис

Нитинол – сплав, состоящий из никеля и титана в соотношении 55 % никеля и 45 % титана и способный служить обществу во многих сферах. Главной его особенностью является так называемая память – возвращение в исходную форму (не состояние) после термической обработки. В результате, при относительно небольшой температуре активации совершается работа.

В исследовании была рассмотрена возможность применения сплава нитинол в качестве подъемного механизма лифта. Предполагается, что в лифте будут использоваться 2 пружины из нитинола, длиной на 1 этаж меньше шахты, первая в начале шахты, а вторая в ее конце. При помощи нагревательных и охладительных элементов, 1-я пружина нагревается, а 2-я охлаждается вследствие чего лифт поднимается, а при нагреве 2-й пружины и охлаждения 1-й  опускаться. Данная конструкция будет использоваться в малоэтажных зданиях, т.к. для удержания пружины на определенном этаже будет требоваться не конкретная, а приближенная температура (то есть на многоэтажных зданиях пружина не сможет нормально поддерживать пассажиров и использовать строго конкретную температуру). Для нагрева предполагается использовать ток, а для измерения температуры каждой пружины - термометры.

Была проведена серия экспериментов, позволившая оценить возможность использования нитинола для подъема грузов. Для этого нитиноловая пружина с подвешенным грузом подвергалась нагреву, в результате чего совершалась работа по возвращению пружины в исходное состояние и происходил подъем груза. В таблице 1 показаны результаты эксперимента и приведены результаты расчета работы и мощности подъемного механизма из нитинола.

Таблица 1  Результаты эксперимента

mгруза/mпруж

mгруза, г

Вес, Н

Путь пружины, м

Работа, мДж

Мощность, мВт

2,3

50

0,5

0,020

10,00

0,261

4,5

100

1

0,025

25,00

0,455

9,1

200

2

0,052

103,33

1,623

18,2

400

4

0,107

426,67

8,000

22,7

500

5

0,210

1050

13,125

 

После проведения серии экспериментов был сделан следующий вывод: мощность подъемного механизма, состоящего из нитиноловых пружин, при поднятии малых грузов в несколько раз ниже, чем в случае подъема грузов с большим весом. Таким образом, использование нитинола в качестве подъемного механизма лифта целесообразно при отношении mгруза/mпруж больше 18,2.