Resumo: Atuadores bistáveis tradicionais acionados por carga mecânica externa geralmente exibem baixa densidade de energia, restringindo severamente suas aplicações em sistemas autônomos. Este estudo apresenta uma nova integração da transformação de fase induzida termicamente em ligas com memória de forma (SMAs) com os mecanismos de deformação rápida de estruturas bistáveis, criando um atuador bistável inteligente. Ele é acionado automaticamente através de ativação térmica, sem a necessidade de um atuador mecânico externo para iniciar o processo de transição, exibindo alta densidade de energia. A sinergia da transformação reversa martensítica induzida termicamente e das restrições estruturais permite que o atuador alcance uma densidade de energia volumétrica de 1,19 × 10⁴ J m − 3 , superando os maiores valores reportados para atuadores bistáveis. Controlando a distribuição de deformação local e a orientação da martensita através de parâmetros geométricos ( t/l , h/l ), o atuador é capaz de lançar uma carga útil com uma massa 1176 vezes a do elemento atuador, alcançando uma altura de salto de 265 mm (30 vezes sua própria altura), com uma resposta de transição completada em 4 ms. Designs estruturais ampliados permitem capacidades de atuação multimodal, incluindo catapultagem horizontal, rotação acionada por torque e operações programadas de captura e salto em múltiplas etapas por temperatura. O paradigma de design sinérgico de material e estrutura proposto avança o desenvolvimento de sistemas de atuação programáveis acionados termicamente com alta densidade de energia, demonstrando potencial para aplicações em robótica, sistemas de micro-automação e atuadores inteligentes.
Li et al. (Ter,) estudaram esta questão.