形状记忆合金超弹性在结构被动控制中的应用

摘要

结构振动控制是目前结构工程领域的前沿课题，是实现结构性态设计的最有效的途径之一。形状记忆合金(SMA)具有大阻尼性、超弹性性能和抗疲劳特性以及良好的耐久性，本文将形状记忆合金与叠层橡胶支座组成新型隔震装置，以期在降低结构地震反应的同时还能够获得震后的复位功能。 为了验证SMA-叠层橡胶支座的合理性和可行性，检验其隔震与复位效果，本文进行了一系列的理论分析和程序模拟，主要内容有： 首先，针对形状记忆合金本构关系中的复杂的微分方程组，提出了一种了采用对分法的数值求解方法，以得到形状记忆合金相变伪弹性过程中的应力-应变关系，编制了计算机程序并进行了数值模拟。接着，简述了SMA-叠层橡胶支座的构造形式和工作原理，提出了该阻尼器的恢复力模型，利用有限元软件ANSYS分析了单自由度体系在固定支座、橡胶支座、SMA-叠层橡胶支座在地震作用下的动力反应。最后，对设有SMA-叠层橡胶支座的隔震体系的实际结构进行了地震时程反应分析，并与普通橡胶支座和非隔震结构进行了对比，以验证上述隔震装置的减震效果和复位功能。 研究结果表明，文中提出的数值求解方法能够反应形状记忆合金相变伪弹性的基本特性；这种新型隔震装置的性能优良，既可以大大减轻地震对上部结构的影响，同时也具有很好的震后复位功能。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章形状记忆合金本构关系

第3章SMA-橡胶复合隔震支座的设计与性能研究

第4章SMA-叠层橡胶支座隔震结构时程反应分析

第5章结论与展望

致谢

参考文献

附录：攻读硕士期间发表论文