Karakterizacija umetne mišice iz metamateriala z negativnim koeficientom toplotne razteznostiZavodnik, Jan (Avtor) Brojan, Miha (Mentor) umetna mišica ribiška vrvica eksperiment matematični model metamaterialiUmetne mišice izdelane iz preproste ribiške vrvice predstavljajo velik potencial za razvoj npr. robotskih udov, protetike, preprostih, a zanesljivih termo regulatorjev in pametnih oblačil. Ker so polimerne umetne mišice še relativno slabo raziskane, sta njihova izdelava in uporaba zaenkrat omejeni le na raziskovalno področje. V nalogi smo se lotili raziskav te teme s pomočjo teorije in eksperimentov. Predstavili smo postopek izdelave polimernih umetnih mišic, izdelali več vzorcev ter jih raziskali eksperimentalno. Raziskali smo vpliv parametrov izdelave in toplotne obdelave na njihov termo-mehanski odziv. Razvili smo preproste napovedne matematične modele, ki modelirajo krčenje polimernih mišic v odvisnosti od temperature in konstantne osne obremenitve ter opišejo silo, ki jo polimerna mišica ustvarja pri izometričnem temperaturnem obremenjevanju. Modeli tako, v nasprotju z literaturo, opišejo tudi obnašanje osno obremenjene mišice, so matematično nezahtevni, a še vedno natančni. Temeljijo na mehaniki vijačnice, linearni teoriji elastičnosti in linearnem temperaturnem raztezanju materiala. Eksperimentalno smo raziskali tudi parametre, ki vplivajo na histerezo polimernih mišic in raziskali, kako zgodovina obremenjevanja vpliva na krčenje polimerne mišice pri povišani temperaturi. Izkazalo se je, da je obnašanje mišic močno odvisno od zgodovine obremenjevanja mišice, priprave in toplotne obdelave. Prikazana analiza problema nam omogoča boljše razumevanje problema delovanja umetne mišice, identificira vplivne parametre, predvsem pa predstavlja dober temelj za razvoj še bolj natančnih matematičnih modelov v prihodnosti.20172017-09-20 14:56:12Diplomsko delo/naloga95530sl