Design of SMA wire based damper for a spaceborne QCM

In this work the design of a damper based on SMA alloy superelastic wires is presented. The design goal is to develop a passive vibration insulator for the Contamination Assessment Microbalance instrument, a quartz crystal microbalance (QCM) for monitoring and measuring contamination in space environment. The ability of SMAs to act as efficient vibration insulators comes from their pseudo-elastic capabilities as the hysteretic force versus displacement behavior allows for energy dissipation. Feasibility study is performed to identify wire size and mounting that allows achievement of the required damping. Beside it, a 3D model of the damper is developed to perform modal analyses in order to select elastic elements to be used for the manufacturing of a mockup of the damper.

In questo lavoro viene presentata la progettazione di uno smorzatore basato su fili a lega a memoria di forma (SMA) superelastici. Lo scopo è sviluppare un isolatore passivo di vibrazioni per una Microbilancia per la valutazione della contaminazione, una microbilancia ai cristalli di quarzo per monitorare e misurare la contaminazione in ambiente spaziale (QCM). L’abilità delle leghe SMA di agire come un efficiente isolatore di vibrazioni è data dalla loro capacità pseudoelastica dato che il ciclo di isteresi, visibile nel loro diagramma forza-spostamento, consente la dissipazione di energia. Uno studio di fattibilità è stato svolto per indentificare le dimensioni del filo che consentano la realizzazione dello smorzamento richiesto. In seguito a ciò è stato sviluppato un modello 3D per lo smorzatore per eseguire un analisi modale al fine di selezionare gli elementi elastici da usare per la realizzazione di un prototipo dello smorzatore.