形状记忆合金超弹性特性试验研究

对形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)的超弹性特性进行了试验研究,得到了SMA的超弹性特性随环境温度、循环加载圈数以及加载频率等因素的变化规律,为进一步开发SMA被动阻尼器奠定了基础。     

超弹性NiTi形状记忆合金棒力学性能研究

研制了具有2种化学成分的超弹性NiTi形状记忆合金(NiTi SMA)圆截面棒材,并对其进行了力学性能试验研究,分析了应变幅值、加载速率对2种SMA棒的应力-应变曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和残余应变等力学性能参数的影响。通过有限元软件对SMA棒的力学性能进行了数值模拟,并对比了有限元模拟结果与试验结果。结果表明:超弹性SMA棒可提供较大的输出力和良好的复位性能,适合作为复位部件及辅助耗能部件用于工程结构的减振控制;数值模拟结果和试验结果吻合较好,采用有限元方法可较为准确地模拟超弹性SMA棒的力学性能。     

形状记忆合金应变感知特性试验研究

为开发新型的形状记忆合金(SMA)位移传感器,进行了SMA应变自感知性能试验,测试了NiTiSMA丝的电阻变化率—应变关系曲线,计算得到了NiTi丝在各加载频率下的灵敏度系数。验证了SMA丝作为位移传感器的可行性。     

钢筋套筒灌浆料电阻特性试验研究

利用电阻特性对装配式建筑混凝土结构套筒灌浆饱满度检测时,饱满度的判定取决于电极探针测得的电阻值数据。本文对不同厂家灌浆料在相同配合比下的电阻值的差异、不同灌浆料配合比对电阻值的影响以及灌浆料固化过程中电阻值的发展规律进行了试验研究。试验结果表明：对于不同厂家灌浆料,电阻测试结果一致性较好,采用电阻测试方法判别其与灌浆料是否处于接触状态具有可行性。灌浆料电阻值随着含水率的增加而增大。随着灌浆料凝固时间增长,电阻值也在持续增长。在灌浆料搅拌完成后1h内电阻值增速缓慢,具有一定的稳定性,其测量结果可用于判定电极探针埋设部位灌浆料是否饱满。     

镨系ZnO电阻片非线性特性研究

针对镨系ZnO电阻片磨片前后非线性性能的变化,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能谱仪对电阻片表面和本体进行分析。结果表明:镨系ZnO电阻片表面层与本体从组分、物相以及微观结构方面均有较大差异,表面层ZnO晶粒尺寸较小,为(2.0～3.1)μm,大小比较均匀,并且在晶界存在约0.7μm的富Pr相,有利于非线性的形成;而本体内的晶粒尺寸较大,为(3.0～4.8)μm,晶界几乎无杂相。磨片后ZnO电阻片表面成分的磨损是导致其非线性性能变差的主要原因。     

SMA在结构健康监测中的应用研究

针对一种Ni-Ti形状记忆合金材料,通过试验定性了解了其力学性能随温度、应变幅值的变化情况;并通过通电激励的方式得出了合金温度随电流强度、通电时间的变化曲线,及常温下合金轴向应变与电阻变化率之间的关系。并介绍了将形状记忆合金丝埋置于混凝土梁中,形状记忆合金电阻变化率与混凝土梁裂缝宽度的关系。     

形状记忆合金的力学特性及其工程应用

讨论了形状记忆合金的力学性能，综述了这种全新功能材料的行为特点、本构关系及其在工程中的应用，并简要介绍了它在应用中存在的问题和改进方法。     

形状记忆合金阻尼器应用于某框架结构中的抗震仿真分析

对超弹性形状记忆合金(SMA)简化的本构模型做了介绍,设计了一种单拉式SMA阻尼器,将其应用于框架结构中,并利用ANSYS软件对框架模型结构进行地震作用下的有限元仿真分析。结果表明,将SMA阻尼器用于框架结构中具有很好的减震效果。此阻尼器对其他建筑物的减震亦有重要的参考意义。     

Fe16Mn5Si形状记忆合金力学及耐腐蚀性能研究

对Fe16Mn5Si形状记忆合金在不同荷载下的形状记忆恢复率进行了测量和分析，发现其主要与应力诱发的马氏体相变相关；对圆环状合金试样的表面硬度进行了测量，认为是晶体的缺陷导致了表面不同区域硬度的不同；用质量分数为36％的HCl溶液测试了合金的耐腐蚀性能．     

NiTi 形状记忆合金环向预应力混凝土结构强化现象的研究

采用 NYL-80 型压力试验机进行抗压试验,用YJ-26型静态电阻应变仪测量各级荷载下对应的横竖向应变,同时观察和记录试件的破坏现象,研究了NiTi形状记忆合金环向预应力混凝土结构的强化现象.结果表明SMA环向预应力混凝土柱与同等条件的普通混凝土柱相比,其极限荷载和抗裂性能都有较大的提高.     

不同黏结条件下SMA驱动混凝土柱轴压试验研究

对相同混凝土配合比的5组混凝土柱(1组全黏结SMA(形状记忆合金)驱动混凝土柱,1组半黏结SMA驱动混凝土柱,1组无黏结SMA驱动混凝土柱,1组全黏结SMA未驱动混凝土柱,1组素混凝土柱)进行了轴压试验研究,比较分析了5组混凝土柱的纵向应变、横向应变、极限荷载、裂现荷载等轴压性能.结果表明:SMA混凝土柱抗裂性能大小顺序为:半黏结SMA驱动混凝土柱＞全黏结SMA驱动混凝土柱＞无黏结SMA驱动混凝土柱＞全黏结SMA未驱动混凝土柱;SMA混凝土柱的极限荷载大致相等,并且都比素混凝土柱大;SMA螺旋箍筋与混凝土半黏结将有利于SMA螺旋箍筋对混凝土柱施加预应力;可利用SMA螺旋箍筋对混凝土柱施加较大的预应力,实现对混凝土柱的变形控制.     

大尺寸超弹性镍钛形状记忆合金螺旋弹簧滞回性能

利用2种镍钛形状记忆合金(SMA)研制了大尺寸超弹性螺旋弹簧,对其进行了单轴反复荷载作用下的滞回性能试验,研究了超弹性SMA螺旋弹簧的恢复力特性与耗能能力,分析了加载频率、位移幅值对2种SMA螺旋弹簧滞回曲线以及等效刚度、单位循环耗能、等效阻尼比和残余位移等力学性能参数的影响;采用刚弹性模型和Bouc-Wen模型,建立了适用于整体结构分析的SMA螺旋弹簧简化恢复力模型,并利用该模型进行了数值模拟。结果表明:超弹性SMA螺旋弹簧具有稳定的滞回曲线,且具有良好的复位性能和大变形能力,可用于结构自复位控制装置的研发;数值模拟结果与试验结果吻合较好,验证了简化恢复力模型的正确性。     

新型形状记忆合金阻尼器在古塔抗震加固中的应用与优化分析

利用形状记忆合金(SMA)的超弹性滞回耗能特性,根据古塔的受力和主要灾变特点设计提出一种适合古塔的新型SMA阻尼器.通过试验得出该阻尼器的双线性恢复力模型,利用MATLAB提供的Simulink模块建立仿真模型,数值分析某古塔模型原型结构和加SMA阻尼器结构的地震反应.仿真结果表明:新型SMA阻尼器能有效降低古塔的地震...     

循环加载条件下形状记忆合金丝的超弹性研究

由于形状记忆合金具有优良的力学性能,近年来在土木工程领域受到广泛关注.通过在不同的循环加载条件下对形状记忆合金丝材进行的拉伸试验,以相变应力、相变应变、弹性模量、残余应变、耗能能力等作为合金丝材的超弹性特征参数,分析这些特征参数与应变幅值、加载频率、循环次数的关系.结果表明:应变幅值和循环次数对形状记忆合金超弹性性能的影响较大,而加载频率的影响基本可以忽略,实际应用时,应根据具体情况进行试验研究并合理设计.     

SMA驱动六足步行机关节的控制系统

介绍形状记忆合金驱动六足步行机关节的控制系统 ,包括硬件系统和软件系统 .该控制系统结构简洁 ,控制精度达 0 .6°     

镍钛形状记忆合金塑性屈服后力学行为研究

为研究形状记忆合金(SMA)塑性屈服后力学行为的变化规律,在室温下将塑性屈服处理及未处理的SMA试样进行加卸载循环试验,对比分析了应变速率、应变幅值及循环次数等加载工况对SMA的相变应力、耗能能力及残余应变等力学参数的影响规律,给出了SMA塑性屈服后各力学性能与加载工况的关系.结果表明:受塑性屈服效应影响,SMA的滞回曲线无明显相变平台,并在卸载时出现较大残余应变.与超弹性SMA相比,塑性屈服后SMA在相同应变幅值下耗能能力下降超过40%,峰值应力增加约90%.塑性屈服效应不影响SMA极限应力,但对其极限应变有减弱作用.在结构振动控制所用的SMA耗能装置中,部分塑性应变有利于提高其自恢复能力,但在强震大变形作用下,需考虑因塑性屈服应变而造成的超弹性损失及残余应变的增加.