新型SMA-粘滞阻尼器的试验研究

 研究了常温下NiTi形状记忆合金（SMA）丝的超弹性性能以及在不同加载频率下的滞回性能,获得了其力学参数;基于NiTi SMA丝和成品粘滞阻尼器设计研制了一种新型SMA-粘滞阻尼器,并通过试验研究了SMA-粘滞阻尼器加载频率与耗能能力、等效阻尼比、等效刚度间的关系。研究结果表明,所研制的SMA-粘滞阻尼器具有优良的耗能能力,适合于长周期结构的振动控制。     

工程结构的SMA超弹性阻尼研究

分析了形状记忆合金(SMA)超弹性阻尼减振技术的机理，介绍了国外对于形状记忆合金超弹性阻尼的研究成果．通过试验研究了温度、加载频率、循环次数及预变形等因素对国产NiTi合金丝的超弹性阻尼的影响．研究结果表明：①形状记忆合金的超弹性温度区间在50℃左右，阻尼性能对温度的敏感性较小；②加载频率对形状记忆合金的超弹性阻尼有一定影响，但在工程结构常用的频率范围内基本保持稳定；③循环次数在一定程度上影响形状记忆合金的超弹性行为，但在数个循环周期以后，基本趋于稳定；④通过施加预应变，形状记忆合金的超弹性阻尼性能大为改善．因此利用SMA的超弹性阻尼特性可以研制出性能良好的耗能减振装置，有效地改善和提高土木工程结构的性能．     

NiTi形状记忆合金丝拉伸试验研究

通过对常温下的NiTi形状记忆合金丝进行拉伸试验,研究这种形状记忆合金材料的超弹性能力和加卸载循环下的耗能能力.根据试验结果分析应变幅值、加载频率和循环次数对这种记忆合金材料在奥氏体状态下加卸载循环时的等效刚度、单位循环的耗能能力和等效阻尼比的影响,并对三个特征参数随工作温度变化的规律进行了理论分析,为形状记忆合金阻尼器在工程结构中的应用奠定基础.     

超弹性SMA丝力学性能试验及新型阻尼器设计

通过大量工况下的超弹性形状记忆合金丝循环拉伸试验,分析不同丝径、循环次数、加载速率、应变幅值、环境温度等因素对超弹性SMA应力应变曲线及各力学性能参数的影响,得出影响SMA超弹性性能的主要因素及变化规律.结果表明,应变幅值和加载速率是影响SMA耗能能力的主要因素,且经一定次数循环拉伸训练后SMA能具备稳定的耗能阻尼性能,是制作阻尼器用于结构振动控制的理想材料.基于应变幅值对SMA丝耗能效果的影响,文章设计了一种位移旋转放大型SMA阻尼器,能放大SMA丝的变形,增强其在结构小位移时的耗能效果.     

形状记忆合金耗能阻尼器的阻尼特性理论分析

研究了形状记忆合金记忆效应和相变伪弹性的热力学特性，并依据热力学本构关系建立了形状记忆合金耗能阻尼器的热力学平衡方程，利用MATLAB编制的仿真软件对NiTi丝阻尼器的一个实例进行了仿真计算。计算结果表明形状记忆合金具有明显的阻尼特性，适用用于制作结构振动控制的阻尼器件。     

一种新型SMA阻尼器及其减震性能

对一种直径1 mm的国产NiTi丝进行了超弹性性能试验,发现该NiTi丝在常温下具有良好的超弹性.以该超弹性丝为材料,提出了一种新型形状记忆合金(SMA)自复位阻尼器的构造,探讨了其工作原理.然后,采用Matlab模拟了该阻尼器的滞回曲线,发现滞回曲线呈双旗形.最后,将该阻尼器安装在一单层钢框架模型上进行动力时程分析,...     

基于形状记忆合金超弹性阻尼器的结构振动控制和地震时程分析

首先讨论了一种NiTi形状记忆合金(SMA)丝超弹性耗能原理，然后分析了SMA丝耗能能力与预应变之间的关系．本文还设计了一种用于框架结构振动控制的SMA超弹性阻尼器，并将该种阻尼器安装在2层框架结构模型上，进行了框架结构振动控制实验，实验结果表明该种阻尼器的耗能效果明显，可以显著提高框架结构的振动衰减速率．同时，在地震波强迫振动条件下，对该框架结构进行了动力响应有限元法模拟，计算结果显示安装了SMA阻尼器后，框架的振动响应幅度大幅降低，振动衰减速度大幅提高．     

SMA超弹性阻尼特性的试验研究

通过试验,研究了温度、加载速率、应变幅值、循环次数、施加预应力等因素对SMA和-种CT形SMA阻尼器的影响,研究结果表明:利用SMA的超弹性阻尼特性可以研制出性能良好的耗能减震装置,在土木工程的抗震加固方面有较好的应用前景.     

机能分离型软钢阻尼器的性能

为了开发大变形以及高耗能能力的具有机能分离作用的软钢阻尼器,将连杆系统引入到阻尼器的设计中.通过准静态渐增往复加载的试验方法,研究了连杆系统的重要参数连杆强度和连杆系数对阻尼器性能的影响.由于阻尼器的性能取决于阻尼面板的变形能力,而变形能力则通过应变集中系数来反应.因此,借助图像处理技术来得到阻尼器核心部件剪切面板的整体应变,通过分析面板的应变集中系数来比较阻尼器的破坏严重程度.试验结果表明:足够的连杆强度以及较大的连杆系数,可有效的减小剪切面板的应变集中系数,有利于显著提高阻尼器的变形能力、增加阻尼器的耗能性能等.     

低屈服点钢剪切型阻尼器试验研究

针对滞回力学特性、低周疲劳性能以及耗能减震能力,进行了3组采用低屈服点钢BLY160的剪切型阻尼器的拟静力试验。试验选用2种尺寸型号的试件并采用了4种不同的加载方案,对比分析了不同加载历史下软钢的应变强化现象及低周疲劳性能,考察了阻尼器构件关键参数腹板宽厚比以及加劲肋尺寸的影响。试验结果表明:BLY160低屈服点钢材随等效塑性应变的累积有明显的循环强化现象,采用BLY160低屈服点钢的剪切型阻尼器初始刚度大,屈服位移小,变形能力强,具有良好的滞回性能和稳定的耗能特性。     

NiTi合金材料力学性能的测试与分析

采用一种新型的形状记忆合金（SMA）性能综合测试系统，对TiNi合金丝相变过程中的有关力学性能和电学性能进行测试与分析，得到其自由状态下的相变温度，约束状态下回复力随温度增加的曲线及其超弹性迟滞回线。为智能结构中SMA元件的设计提供参考和依据。     

一种新的超弹性形状记忆合金本构模型

Graesser模型以应力-应变增率形式表述了形状记忆合金(SMA)本构关系,具有形式简单、能反映SMA动态力学特性的优点;但忽略了加载路径对模型参数的影响,造成预测误差.依据超弹性SMA的拉伸试验结果,在Graesser模型基础上提出了改进模型:将滞回曲线分为加荷阶段、卸荷至马氏体逆相变完成阶段、母相弹性卸荷阶段三部分,每部分采用各自的参数.数值模拟比较表明:改进模型能很好地捕捉超弹性SMA在静荷下的应力-应变特征,在一定程度上反映加荷速率对其滞回性的影响,且较Graesser模型具有更高的预测精度.     

Experimental investigation of the cyclic degradation of the one-way shape memory effect of NiTi alloys

Based on stress-and strain-controlled cyclic tension-unloading-heat-cooling tests, cyclic degradation of the one-way shape memory effect(OWSME) of NiTi shape memory alloys(SMAs) was investigated. It was seen, in thermo-mechanical coupled cyclic tests, that residual strain after each cycle accumulated, but the martensite reorientation stress and dissipation energy-per-cycle decreased as the number of cycles increased. Meanwhile, the cyclic degradation of OWSME was aggravated by increasing the stress/strain amplitude. In addition, the stress-strain response of NiTi SMAs was further investigated by performing simultaneous thermo-mechanical coupled cyclic tests with various phase-angle differences between the mechanical and thermal cyclic loadings. It can be concluded that such cyclic response depends significantly on prescribed phase-angle differences. Obtained experimental results are helpful for both the development of constitutive models and engineering applications of NiTi SMAs.     

SMA纤维混杂层合板PE阻尼振动响应研究

建立了形状记忆合金纤维混杂复合材料矩形层合板振动响应的理论分析模型。首先提出简化的描述ＳＭＡ超弹性应力－应变关系的分段线性化模型,采用多胞细胞力不方法确定ＳＭＡ纤维浊支板的宏观力学性能参数;根据层合板力学分析方法建立ＳＭＡ纤维混杂交交对称铺设矩形板在超弹性相变阻尼影响下的横向振动响应求解的数学模型。     

基于新型形状记忆合金阻尼器的减振研究

基于现有形状记忆合金阻尼器的优点提出了一种新型形状记忆合金阻尼器,描述了它的工作原理并给出了具体构造,适当确定框架结构安装此种阻尼器的数量,用时程分析的方法比较了安装和未安装此种阻尼器的减振效果,说明了形状记忆合金在结构振动控制方面的有效性与适用性．     

超弹性形状记忆合金简化多维本构模型

建立简单有效的多维本构模型是形状记忆合金(SMA)工程应用的关键问题之一.在NiTi形状记忆合金丝拉伸实验的基础上,根据Brison模型的相变动力学方程,得出了相变应力与加载条件的关系. 借助线性化方法,建立了SMA超弹性简化一维本构模型;基于塑性理论,将马氏体体积分数作为状态变量之一,推导了SMA超弹性简化多维本构模型,应用该模型对超弹性SMA进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较.分析结果表明:理论模型曲线与实验曲线接近,理论模型能够较为准确地模拟形状记忆合金的屈服机制和耗能能力.该本构模型可以用于模拟复杂荷载条件下的SMA超弹性特性.     

NiTi形状记忆合金振动感知与主动控振研究

分析了复合于基体材料或嵌入机械结构中的ＮｉＴｉ丝对动、静应变的感知性能，基于ＮｉＴｉ形状记忆合金的振动感知和驱动特性，实现了机械系统振动的智能化控制，建立起机械系统的动力学模型。基于机械系统参数时变的特点，应用时频分析方法很好地描述了机械系统非平稳振动响应的过程，结果表明，ＮｉＴｉ形状记忆合金可灵敏地感知动、静应变，并可迅速作出反应，有效控制振动。