阅读说明：本技术 一种形状记忆合金丝材的连续训练方法和连续训练装置 (Continuous training method and continuous training device for shape memory alloy wire ) 是由 占静玲 丁希可 蔡正午 于 2020-05-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种形状记忆合金丝材的连续训练方法和连续训练装置,通过定滑轮、出丝滑轮组成一个连续训练装置,形状记忆合金丝材可以依次固定于定滑轮和出丝滑轮之间进行训练；对固定于定滑轮和出丝滑轮之间的形状记忆合金丝材施加一个固定应力,使得形状记忆合金丝材处于特定范围载荷内,接通脉冲电对丝材进行训练,通过监控形状记忆合金丝材在训练过程中应变的演化,直至应变稳定时结束训练。本发明通过控制固定应力,监控应变从宏观上实现了监控训练过程的目的；并首次提出了明确提出训练结束的标志节点。本发明中形状记忆合金丝材的连续训练装置结构简洁,可操作性强,易于进行产业化推广。(The invention discloses a continuous training method and a continuous training device for shape memory alloy wires, wherein the shape memory alloy wires can be sequentially fixed between a fixed pulley and a wire outlet pulley for training by forming the continuous training device through the fixed pulley and the wire outlet pulley; applying a fixed stress on the shape memory alloy wire fixed between the fixed pulley and the wire outlet pulley to enable the shape memory alloy wire to be in a specific range of load, switching on pulse current to train the wire, and finishing the training by monitoring the strain evolution of the shape memory alloy wire in the training process until the strain is stable. The invention realizes the purpose of monitoring the training process macroscopically by monitoring the strain by controlling the fixed stress; and the mark node for definitely proposing the training end is proposed for the first time. The continuous training device for the shape memory alloy wire material has the advantages of simple structure, strong operability and easy industrialized popularization.)

一种形状记忆合金丝材的连续训练方法和连续训练装置

技术领域

本发明涉及材料加工领域，尤其涉及一种形状记忆合金丝材的连续训练方法和连续训练装置。

背景技术

形状记忆合金是一种具备多种功能的智能材料，包括形状记忆效应、超弹性、减震降噪及应变传感等，在医疗器械、航天航空和机器人等领域都具有广泛的应用。由于形状记忆合金的独特功能来自于热弹性马氏体相变与逆相变，因此该合金的功能性力学行为与马氏体相变晶体学路径密切相关。在实际操作过程中，研究人员往往会通过一些热机械处理，优化马氏体相变的晶体学路径，从而确保形状记忆合金的宏观应变稳定性。

优化形状记忆合金晶体学转变路径的热机械手段通常称为训练。从原理来看，训练的目的在于消除马氏体相变过程中的非均匀组织，促使记忆合金在工作过程中的力学行为稳定输出，提高线性度和路径的可重复性，降低相变滞后。但是目前训练对于记忆合金材料的疲劳性能影响报道不一致，部分报道认为训练对疲劳性能有损伤，而有的报道则认为特定的训练方式有助于改善记忆合金材料的疲劳性能。

现有技术中有助于改善记忆合金材料的疲劳性能的训练方法都是在实验室进行的，一般会截取固定长度(数厘米至数十厘米)，在力学拉伸机上进行设定固定应变下的加载和卸载循环，等到形状记忆合金特有的应力平台趋于稳定，则意味着训练完成；但是这种方法存在不能用于产业化推广的问题。因为实际产业化需要的是连续不间断的应力/应变加载和卸载的循环过程，以及对应力或应变数据的演化进行及即时的监控和反馈，以判断训练工艺是否达到要求，这需要研发人员对于SMA材料的训练和性能稳定化机制、微观组织演化、评估方式及装备设计均具有深刻的理解，目前尚没有看到针对丝材进行连续训练的方法和设备系统研发的报道。

发明内容

本申请通过提供一种形状记忆合金丝材的连续训练方法和连续训练装置，用于解决现有技术中针对形状记忆合金没有可以用于产业化推广的训练方法的问题。

本申请提供了一种形状记忆合金丝材的连续训练方法，将形状记忆合金拉直并固定两个端点，所述两个端点分别连接脉冲电源的一端，定义所述两个端点间形状记忆合金丝材为电脉冲范围内形状记忆合金丝材，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材的长度为L，此时为初始状态；

所述两个端点其中一个端点为固定端，另一个端点为可移动端，在所述可移动端施加一个固定外力F，外力F的方向为可移动端远离固定端的方向，调整外力F的参数值控制所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材受到的训练载荷在450MPa-650Mpa范围内；

接通脉冲电源并设定脉冲电流开始进行训练，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材发生连续收放，可移动端反复靠近远离固定端，定义可移动端最靠近固定端时的位置为第一位置，测得此时第一位置与固定端的距离为L₁；持续训练至L₁参数值稳定，停止训练。

本申请中训练方法的本质在于形成位错网络，稳定部分“奇异”马氏体，并规范形状记忆合金马氏体相变过程中的晶体学演化路径。因此训练方法具体为大幅度的应力-应变过程即针对电脉冲范围内的形状记忆合金丝材通入脉冲电，使得电脉冲范围内的形状记忆合金丝材反复伸缩，引入位错网络，促使部分马氏体稳定化，不再参与相变，提高形状记忆合金丝材的力学稳定性。

形状记忆合金丝材达到力学稳定性的宏观体现则是形状记忆合金丝材伸缩程度稳定，本申请通过监控形状记忆合金丝材应变大小变化实现对形状记忆合金丝材应变演化的监控，并明确提出了训练结束的标志节点，即形状记忆合金丝材收缩时，可移动端最靠近固定端时的第一位置固定端的距离L₁参数值达到稳定时，代表形状记忆合金丝材部分马氏体稳定化，不再参与相变，提高了力学稳定性。同时这部分稳定马氏体会抑制裂纹扩散，改善了形状记忆合金丝材的疲劳性能。

同时本申请中明确提出训练结束的标志节点可以避免当训练应力过大，会导致合金基体整体位错引入过多的情况，这些缺陷的大量累积会对阻碍晶体学演化路径，带来更大的损耗，反而会降低材料的疲劳寿命。

进一步的，本申请设置脉冲电流为对应于使电脉冲范围内形状记忆合金丝材发生应变振幅4％-8％时的电流强度，所述应变振幅为测得的形状记忆合金丝材位移振幅与丝材长度L的比值。电脉冲加热促使形状记忆合金丝材回复，但是考虑到丝材的具体直径、微结构状态对丝材的电阻均会产生不同程度的影响，因此具体训练电流不能针对不同丝材不能达到相同效果。本申请创造性的提出通过驱动应变振幅作为参数确定电流强度更具有指导意义。

进一步的，本申请设置脉冲电流为三角波波形。

进一步的，本申请提供了一种形状记忆合金丝材的连续训练装置，包括定滑轮和出丝系统；所述出丝系统包括出丝滑轮、配重式张力杆和位移监控系统；所述出丝滑轮的高度高于定滑轮的高度，所述定滑轮用于引入形状记忆合金丝材，所述出丝滑轮用于导出形状记忆合金丝材；所述定滑轮和出丝滑轮上均设置有固定结构，所述固定结构用于将定滑轮与出丝滑轮之间的形状记忆合金丝材进行固定，并使得形状记忆合金丝材在初始状态下处于自然伸直状态；

所述定滑轮和出丝滑轮均为导电材质，所述定滑轮和出丝滑轮分别与脉冲电源的一端连接；定义所述定滑轮和出丝滑轮之间的形状记忆合金丝材为电脉冲范围内形状记忆合金丝材，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材、定滑轮、出丝滑轮与脉冲电源组成电路；

所述配重式张力杆为杠杆结构，其一端与出丝滑轮相连接，另一端与第一配重块相连接；调整第一配重块的重量控制所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材受到的训练载荷在450MPa-650Mpa范围内；所述第一配重块重量大于出丝滑轮的重量；

当所述脉冲电源提供电流时，所述电脉冲范围内丝材收缩，出丝滑轮下降，第一配重块起升；当所述脉冲电源中断电流时，所述电脉冲范围内丝材伸开，出丝滑轮起升，第一配重块下降；所述位移监控系统设置于第一配重块的上方或下方，所述位移监控系统用于实时测量第一配重块每次起升和下降时在竖直方向的极限位置的变化。

本申请给出了一种竖直方向训练丝材的方法，设置配重式张力杆和电脉冲加热驱动丝材回复达到形状记忆合金丝材往复应变完成训练。通过主动控制对形状记忆合金丝材的训练载荷，利用位移监控系统监控形状记忆合金在训练过程中应变的演化，位移的监控由水平方向监控定滑轮和出丝滑轮之间的距离对于调整为监控第一配重块上下运动相对于位移监控系统的变化，是由于位移监控从宏观上易于达到，但是本质上都是对丝材应变的监控，为推动形状记忆合金丝材训练产业化提供了可行性方案。

进一步的，本申请还提供了一种形状记忆合金丝材的连续训练装置，包括定滑轮和出丝系统；所述出丝系统包括出丝滑轮、配重式张力杆和位移监控系统；所述出丝滑轮的高度低于定滑轮的高度，所述定滑轮用于引入形状记忆合金丝材，所述出丝滑轮用于导出形状记忆合金丝材；所述定滑轮和出丝滑轮上均设置有固定结构，所述固定结构用于将定滑轮与出丝滑轮之间的形状记忆合金丝材进行固定，并使得形状记忆合金丝材在初始状态下处于自然伸直状态；

所述定滑轮和出丝滑轮均为导电材质，所述定滑轮和出丝滑轮分别与脉冲电源的一端连接；定义所述定滑轮和出丝滑轮之间的形状记忆合金丝材为电脉冲范围内形状记忆合金丝材，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材、定滑轮、出丝滑轮与脉冲电源组成电路；

所述配重式张力杆为杠杆结构，其一端与出丝滑轮相连接，另一端与第二配重块连接；调整出丝滑轮的重量控制所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材受到的训练载荷在450MPa-650Mpa范围内；所述第二配重块重量小于出丝滑轮的重量，所述第二配重块用于平衡杠杆结构；

当所述脉冲电源提供电流时，所述电脉冲范围内丝材收缩，出丝滑轮下降，第二配重块起升；当所述脉冲电源中断电流时，所述电脉冲范围内丝材伸开，出丝滑轮起升，第二配重块下降；所述位移监控系统设置于第二配重块的上方或下方，所述位移监控系统用于实时测量第二配重块每次起升和下降时在竖直方向的极限位置的变化。

本申请给出了另一种竖直方向训练丝材的方法，控制丝材训练载荷的装置由第一配重块变为出丝滑轮，设置配重式张力杆和电脉冲加热驱动丝材回复达到形状记忆合金丝材往复应变完成训练。通过主动控制对形状记忆合金丝材的训练载荷，利用位移监控系统监控形状记忆合金在训练过程中应变的演化，位移的监控由水平方向监控定滑轮和出丝滑轮之间的距离对于调整为监控第二配重块上下运动相对于位移监控系统的变化，是由于位移监控从宏观上易于达到，但是本质上都是对丝材应变的监控，为推动形状记忆合金丝材训练产业化提供了可行性方案。

进一步的，本申请还提供了一种形状记忆合金丝材的连续训练装置，包括定滑轮、出丝滑轮和位移监控系统；所述定滑轮和出丝滑轮位于同一水平面，所述定滑轮用于引入形状记忆合金丝材，所述出丝滑轮用于导出形状记忆合金丝材；所述定滑轮和出丝滑轮上均设置有固定结构，所述固定结构用于将定滑轮与出丝滑轮之间的形状记忆合金丝材进行固定，并使得形状记忆合金丝材在初始状态下处于自然伸直状态；

所述定滑轮和出丝滑轮均为导电材质，所述定滑轮和出丝滑轮分别与脉冲电源的一端连接；定义所述定滑轮和出丝滑轮之间的形状记忆合金丝材为电脉冲范围内形状记忆合金丝材，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材、定滑轮、出丝滑轮与脉冲电源组成电路；

所述出丝滑轮远离定滑轮的方向上连接一施力结构，调整施力结构的施力数值控制所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材受到的训练载荷在450MPa-650Mpa范围内；当所述脉冲电源提供电流时，所述电脉冲范围内丝材收缩，出丝滑轮靠近定滑轮；当所述脉冲电源中断电流时，所述电脉冲范围内丝材伸开，出丝滑轮远离定滑轮；所述位移监控系统用于实时测量出丝滑轮每次靠近和远离定滑轮时在水平方向的极限位置的变化。

本申请给出了一种水平训练装置，形状记忆合金丝材通过定滑轮和出丝滑轮可以连续进出装置，并通过定滑轮和出丝滑轮上的固定结构固定住特定的一段进行往复训练。通过给定滑轮和出丝滑轮之间的电脉冲范围内形状记忆合金丝材通入脉冲电，丝材往复收放，通过位移监控系统实时测量出丝滑轮每次靠近和远离定滑轮时在水平方向的极限位置的变化。当可移动端最靠近固定端时的第一位置与固定端的距离L₁逐渐增大至稳定时，训练达到适宜状态，停止训练。即通过提供固定应力进行训练，监控应变判断丝材的训练结束节点。

进一步的，本申请设置位移监控系统为红外位移监控装置，红外位移监控装置通过红外线感应并测量出丝滑轮每次靠近或远离定滑轮时与定滑轮之间的距离，也用于感应并测量第一配重块或第二配重块每次起升和下降时在竖直方向的极限位置，并测量第一配重块或第二配重块与红外位移监控装置之间的距离。

进一步的，本申请设置形状记忆合金丝材的连续训练装置还包括进丝滑轮，所述进丝滑轮用于将所述形状记忆合金丝材引入到定滑轮上。进丝滑轮用于拉直形状记忆合金丝材，更有利于控制形状记忆合金丝材在进行训练时不会因电脉冲范围内的形状记忆合金丝材收缩产生力而被拉过定滑轮。同时也有利于形状记忆合金丝材在需要移动时，在力的作用下沿着正确的轨道依次绕过定滑轮和出丝滑轮。

进一步的，本申请设置进丝滑轮、定滑轮和出丝滑轮位于同一竖直平面上，以确保形状记忆合金丝材受力均匀，运行方向稳定一致。

有益效果

本申请中提供了一种形状记忆合金丝材的训练方法和训练装置，有效解决了目前针对形状记忆合金没有可以用于产业化推广的训练方法的问题，进而达到了如下技术效果：

1、本申请中给固定一段形状记忆合金丝材施加一固定应力，使得丝材处于特定范围载荷内，通脉冲电对记忆记忆合金丝材进行训练，通过监控形状记忆合金丝材在训练过程中应变的演化，从宏观上实现了监控训练过程的目的。

2、本申请中明确提出训练结束的标志节点即应变稳定时，首先可以从宏观上监控，易于产业化推广，其次可以避免训练应力过大或过小，使得形状记忆合金丝材可以恰好达到部分马氏体稳定化不再参与相变，提高力学稳定性。

3、本申请中提出的形状记忆合金丝材的训练训练方法由于提出了训练结束的标志节点，避免了训练不足或过度训练的情况，有效改善了形状记忆合金丝材的疲劳性能。

4、本申请中通过定滑轮、出丝滑轮一起构成一个可以控制形状记忆合金连续进出的装置，与训练系统进行巧妙的结合达到了对形状记忆合金可以进行连续训练的目的。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的

具体实施方式

的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本申请中竖直训练装置(一)示意图；

图2为本申请中竖直训练装置(二)示意图；

图3为本申请中水平训练装置示意图。

1、进丝滑轮；2、定滑轮；3、出丝滑轮；4、配重式张力杆；5、第一配重块；6、红外位移监控装置；7、脉冲电源；8、电脉冲范围内形状记忆合金丝材；9、第二配重块；10、施力结构。

具体实施方式

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

为解决目前针对形状记忆合金没有可以用于产业化推广的训练方法的问题，本申请提供了一种形状记忆合金丝材的训练方法和训练装置，本申请中通过给固定一段形状记忆合金丝材施加一固定应力，使得形状记忆合金丝材处于特定范围载荷内，通脉冲电对形状记忆合金丝材进行训练，通过监控形状记忆合金丝材在训练过程中应变的演化，直至应变稳定时结束训练；从宏观上实现了监控训练过程的目的，因此本申请中的训练方法可以实现用于产业化推广的目的。

实施例1：

具体实施时，如图1所示，本申请先提供了一种形状记忆合金丝材的连续训练装置，包括定滑轮2和出丝系统；所述出丝系统包括出丝滑轮3、配重式张力杆4和红外位移监控装置6；所述出丝滑轮3的高度高于定滑轮2的高度，所述定滑轮2用于引入形状记忆合金丝材，所述出丝滑轮3用于导出形状记忆合金丝材，形成一个使得形状记忆合金丝材可以连续进出的装置；所述定滑轮2和出丝滑轮3上均设置有固定结构，所述固定结构用于将定滑轮2与出丝滑轮3之间的形状记忆合金丝材进行固定，保证进行丝材训练时，受训练的定滑轮2与出丝滑轮3之间的形状记忆合金丝材长度不变，并使得形状记忆合金丝材在初始状态下处于自然伸直状态；

所述定滑轮2和出丝滑轮3均为导电材质，所述定滑轮2和出丝滑轮3分别与脉冲电源7的一端连接；定义所述定滑轮2和出丝滑轮3之间的形状记忆合金丝材为电脉冲范围内形状记忆合金丝材8，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8、定滑轮2、出丝滑轮3与脉冲电源7组成电路，可以为所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8进行电脉冲加热驱动丝材回复变化；

所述配重式张力杆4为杠杆结构，其一端与出丝滑轮3相连接，另一端与第一配重块5连接；当所述脉冲电源7提供电流时，所述电脉冲范围内丝材收缩，出丝滑轮3下降，第一配重块5起升；当所述脉冲电源7中断电流时，所述电脉冲范围内丝材伸开，出丝滑轮3起升，第一配重块5下降；所述红外位移监控装置6设置于第一配重块5的下方，所述红外位移监控装置6用于实时测量第一配重块5每次起升和下降时在竖直方向的极限位置的变化。

选用直径为25微米形状记忆合金丝材，镍含量成分为54.7％，其余为钛，该丝材的平均晶粒尺度为50纳米，将形状记忆合金丝材依次绕过进丝滑轮1、定滑轮2和出丝滑轮3并拉直，通过定滑轮2和出丝滑轮3上的固定结构将电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的两端分别固定在其与动滑轮和与出丝滑轮3的切点上，此时电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的长度为L，为初始状态。通过调整第一配重块5重量设置电脉冲范围内形状记忆合金丝材8受到的训练载荷为550Mpa，所述第一配重块5受重力下降到极限位置，测得此时第一配重块5与红外位移监控装置6的距离为L₀。

选用三角波方式的脉冲电流，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8发生连续收放，配重块6反复起升下降，定义配重块6起升到最高点时的位置为第二位置，测得第二位置与红外位移监控装置6的距离为L₂。操作过程中，调控脉冲电流大小，观测丝材的应变振幅，该应变振幅为红外位移监控装置6测试得到的丝材位移振幅与丝材长度L的比值。当振幅达到6％，此时的电流峰值设定为训练电流。随后开始训练，L₀参数值在训练过程中几乎保持恒定；而L₂参数值存在逐步降低，连续训练45次左右，L₂参数值趋于稳定，此时脉冲电范围内的丝材训练工艺完成，进入下一阶段的丝材训练。整段丝材训练完成后，使用DMA设备进行相变温度测试，测试载荷为200Mpa，测试数据见表1。进一步测试丝材的疲劳寿命，使用的定载荷为400Mpa，振幅4％，频率1Hz，数据见表2。

实施例2：

具体实施时，如图1所示，采用如实施例1中所述的形状记忆合金丝材的连续训练装置，选用直径为25微米形状记忆合金丝材，镍含量成分为54.5％，其余为钛，该丝材的平均晶粒尺度为35纳米，将形状记忆合金丝材依次绕过进丝滑轮1、定滑轮2和出丝滑轮3并拉直，通过定滑轮2和出丝滑轮3上的固定结构将电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的两端分别固定在其与动滑轮和与出丝滑轮3的切点上，此时电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的长度为L，为初始状态。通过调整第一配重块5重量设置电脉冲范围内形状记忆合金丝材8受到的训练载荷为650Mpa，所述第一配重块5受重力下降到极限位置，测得此时第一配重块5与红外位移监控装置6的距离为L₀。

选用三角波方式的脉冲电流，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8发生连续收放，配重块6反复起升下降，定义配重块6起升到最高点时的位置为第二位置，测得第二位置与红外位移监控装置6的距离为L₂。操作过程中，调控脉冲电流大小，观测丝材的应变振幅，该应变振幅为红外位移监控装置6测试得到的丝材位移振幅与丝材长度L的比值。当振幅达到6％，此时的电流峰值设定为训练电流。随后开始训练，L₀参数值在训练过程中几乎保持恒定；而L₂参数值存在逐步降低，连续训练30次左右，L₂参数值趋于稳定，此时脉冲电范围内的丝材训练工艺完成，进入下一阶段的丝材训练。整段丝材训练完成后，使用DMA设备进行相变温度测试，测试载荷为200Mpa，测试数据见表1。进一步测试丝材的疲劳寿命，使用的定载荷为400Mpa，振幅4％，频率1Hz，数据见表2。

实施例3：

具体实施时，如图1所示，采用如实施例1中所述的形状记忆合金丝材的连续训练装置，选用直径为30微米形状记忆合金丝材，镍含量成分为54.7％，其余为钛，该丝材的平均晶粒尺度为50纳米，将形状记忆合金丝材依次绕过进丝滑轮1、定滑轮2和出丝滑轮3并拉直，通过定滑轮2和出丝滑轮3上的固定结构将电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的两端分别固定在其与动滑轮和与出丝滑轮3的切点上，此时电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的长度为L，为初始状态。通过调整第一配重块5重量设置电脉冲范围内形状记忆合金丝材8受到的训练载荷为450Mpa，所述第一配重块5受重力下降到极限位置，测得此时第一配重块5与红外位移监控装置6的距离为L₀。

选用三角波方式的脉冲电流，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8发生连续收放，配重块6反复起升下降，定义配重块6起升到最高点时的位置为第二位置，测得第二位置与红外位移监控装置6的距离为L₂。操作过程中，调控脉冲电流大小，观测丝材的应变振幅，该应变振幅为红外位移监控装置6测试得到的丝材位移振幅与丝材长度L的比值。当振幅达到5.5％，此时的电流峰值设定为训练电流。随后开始训练，L₀参数值在训练过程中几乎保持恒定；而L₂参数值存在逐步降低，连续训练80次左右，L₂参数值趋于稳定，此时脉冲电范围内的丝材训练工艺完成，进入下一阶段的丝材训练。整段丝材训练完成后，使用DMA设备进行相变温度测试，测试载荷为200Mpa，测试数据见表1。进一步测试丝材的疲劳寿命，使用的定载荷为400Mpa，振幅4％，频率1Hz，数据见表2。

实施例4：

具体实施时，如图1所示，采用如实施例1中所述的形状记忆合金丝材的连续训练装置，选用直径为25微米形状记忆合金丝材，镍含量成分为54.2％，其余为钛，该丝材的平均晶粒尺度为70纳米，将形状记忆合金丝材依次绕过进丝滑轮1、定滑轮2和出丝滑轮3并拉直，通过定滑轮2和出丝滑轮3上的固定结构将电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的两端分别固定在其与动滑轮和与出丝滑轮3的切点上，此时电脉冲范围内形状记忆合金丝材8的长度为L，为初始状态。通过调整第一配重块5重量设置电脉冲范围内形状记忆合金丝材8受到的训练载荷为6000Mpa，所述第一配重块5受重力下降到极限位置，测得此时第一配重块5与红外位移监控装置6的距离为L₀。

选用三角波方式的脉冲电流，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8发生连续收放，配重块6反复起升下降，定义配重块6起升到最高点时的位置为第二位置，测得第二位置与红外位移监控装置6的距离为L₂。操作过程中，调控脉冲电流大小，观测丝材的应变振幅，该应变振幅为红外位移监控装置6测试得到的丝材位移振幅与丝材长度L的比值。当振幅达到5.8％，此时的电流峰值设定为训练电流。随后开始训练，L₀参数值在训练过程中几乎保持恒定；而L₂参数值存在逐步降低，连续训练40次左右，L₂参数值趋于稳定，此时脉冲电范围内的丝材训练工艺完成，进入下一阶段的丝材训练。整段丝材训练完成后，使用DMA设备进行相变温度测试，测试载荷为200Mpa，测试数据见表1。进一步测试丝材的疲劳寿命，使用的定载荷为400Mpa，振幅4％，频率1Hz，数据见表2。

表1形状记忆合金丝材训练后的相变温度与滞后

表2形状记忆合金丝材训练后的疲劳行为

样品	结构疲劳寿命(万)	衰减量(％)
			实施例1	205.7	29.3
实施例2	331.5	18.5
			实施例3	218.7	23.3
实施例4	247.3	27.8
			常规丝材(未训练)	15.3	38.9
丝材(训练过渡)	12.9	27.7

注：衰减量指断裂前的应变幅度与初始应变幅度之差，除以初始应变量的百分比表达。

根据表1的数据可知：四个实施例中被训练后的形状记忆合金丝材的相变滞后温度均达到了20℃以内的效果，证明了本申请中的形状记忆合金连续训练方法对于提高形状记忆合金丝材的力学稳定性有显著性效果。当形状记忆合金丝材训练不足，相变滞后就会相对较大，很难达到20℃以内，表1中的数据同时也验证并支持了本申请中提出的从宏观上判断训练结束的标志节点即L1参数值稳定时满足对形状记忆合金丝材的充分训练是正确的判断。

根据表2的数据可知，四个实施例中被训练后的形状记忆合金丝材的结构疲劳寿命均达到了200万次以上，均远远大于为训练的常规丝材或训练过度的丝材的结构疲劳寿命，且衰减率大幅度降低。由此也验证并支持了本申请中通过适量的训练得到的稳定马氏体会抑制裂纹扩散，起到改善形状记忆合金丝材疲劳性能的作用。而当训练应力过大时，导致丝材基体整体位错引入过多，会带来更大的损耗，降低丝材的疲劳寿命。

本申请在对训练与微观组织演化规律的理解基础上，设计了应变监控装置，从宏观角度科学合理的监控训练过程中丝材在不同状态下应变参数的演化，通过演化规律解释训练不足、训练完成和过渡训练三种不同的状态，并通过了系统的实施例验证。实施例结果表明，相变滞后被降至20℃以内，这对于驱动控制的精确性非常关键；通过训练，在大载荷、大应变下，微丝的工作寿命达到百万次以上，且衰减率可以大幅度降低。通过简洁可控的工艺手段达到连续化训练的目的，降低形状记忆合金的滞后同时，大幅度提高丝材的疲劳寿命，为工业化训练提供了合理的技术与设备思路。

具体实施时，如图2所示，本申请提供了一种形状记忆合金丝材的连续训练装置，包括定滑轮2和出丝系统；所述出丝系统包括出丝滑轮3、配重式张力杆4和红外位移监控装置6；所述出丝滑轮3的高度低于定滑轮2的高度，所述定滑轮2用于引入形状记忆合金丝材，所述出丝滑轮3用于导出形状记忆合金丝材；所述定滑轮2和出丝滑轮3上均设置有固定结构，所述固定结构用于将定滑轮2与出丝滑轮3之间的形状记忆合金丝材进行固定，并使得形状记忆合金丝材在初始状态下处于自然伸直状态；

所述定滑轮2和出丝滑轮3均为导电材质，所述定滑轮2和出丝滑轮3分别与脉冲电源7的一端连接；定义所述定滑轮2和出丝滑轮3之间的形状记忆合金丝材为电脉冲范围内形状记忆合金丝材8，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8、定滑轮2、出丝滑轮3与脉冲电源7组成电路；

所述配重式张力杆4为杠杆结构，其一端与出丝滑轮3相连接，另一端与第二配重块9连接；调整出丝滑轮3的重量控制所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8受到的训练载荷在450MPa-650Mpa范围内；所述第二配重块9重量小于出丝滑轮3的重量，所述第二配重块9用于平衡杠杆结构；

当所述脉冲电源7提供电流时，所述电脉冲范围内丝材收缩，出丝滑轮3下降，第二配重块9起升；当所述脉冲电源7中断电流时，所述电脉冲范围内丝材伸开，出丝滑轮3起升，第二配重块9下降；所述红外位移监控装置6设置于第二配重块9的上方或下方，所述红外位移监控装置6用于实时测量第二配重块9每次起升和下降时在竖直方向的极限位置的变化。

具体实施时，如图3所示，本申请还提供了一种形状记忆合金丝材的连续训练装置，包括定滑轮2、出丝滑轮3和红外位移监控装置6；所述定滑轮2和出丝滑轮3位于同一水平面，所述定滑轮2用于引入形状记忆合金丝材，所述出丝滑轮3用于导出形状记忆合金丝材；所述定滑轮2和出丝滑轮3上均设置有固定结构，所述固定结构用于将定滑轮2与出丝滑轮3之间的形状记忆合金丝材进行固定，并使得形状记忆合金丝材在初始状态下处于自然伸直状态；

所述定滑轮2和出丝滑轮3均为导电材质，所述定滑轮2和出丝滑轮3分别与脉冲电源7的一端连接；定义所述定滑轮2和出丝滑轮3之间的形状记忆合金丝材为电脉冲范围内形状记忆合金丝材8，所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8、定滑轮2、出丝滑轮3与脉冲电源7组成电路；

所述出丝滑轮3远离定滑轮2的方向上连接一施力结构10，调整施力结构10的施力数值控制所述电脉冲范围内形状记忆合金丝材8受到的训练载荷在450MPa-650Mpa范围内；当所述脉冲电源7提供电流时，所述电脉冲范围内丝材收缩，出丝滑轮3靠近定滑轮2；当所述脉冲电源7中断电流时，所述电脉冲范围内丝材伸开，出丝滑轮3远离定滑轮2；所述红外位移监控装置6用于实时测量出丝滑轮3每次靠近和远离定滑轮2时在水平方向的极限位置的变化。

通过实际测试可知，通过图2和图3的装置对形状记忆合金丝材进行训练后，使用DMA设备进行相变温度和疲劳寿命测试，形状记忆合金丝材的力学稳定性的提高和疲劳寿命的改善均与图1所示的装置相一致。

显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。