一种形状记忆合金超弹性拉、压、扭阻尼器的研究

摘要

该文首先对形状记忆合金(SMA)丝的动态力学性能进行了试验研究,获得了SMA丝在不同加载位移幅度、温度、加载频率和循环次数条件下的应力-应变关系.依据试验应力-应变关系,分析比较了SMA丝在上述不同条件下的超弹性耗能能力.然后设计并制造了一种形状记忆合金超弹性拉、压、扭阻尼器,该种阻尼器具有同时消耗拉、压、扭三种振动能量的能力.根据前面试验得到的应力-应变曲线,选用了两种恢复力模型(旗帜型模型和三角形模型)对该种形状记忆合金超弹性拉、压、扭阻尼器耗能特性进行了理论分析.最后对3只该种形状记忆合金超弹性拉、压、扭阻尼器进行了拉、压和扭转耗能试验,并对该种形状记忆合金超弹性拉、压、扭阻尼器的试验耗能曲线与理论耗能曲线进行了比较和分析.通过比较发现:试验耗能曲线与理论耗能曲线能较好的吻合.该文的研究表明,该文所设计的形状记忆合金超弹性拉、压、扭阻尼器同时具备抗拉、压、扭三种振动形式的能力,其耗能能力比较强,在土木工程结构振动控制中具有较好的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1 引言

1.2 结构用阻尼器及SMA阻尼器的研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章形状记忆合金的物理特性及其力学性能

2.1 概述

2.2 SMA的物理特性及其本构方程

2.2.1形状记忆效应

2.2.2超弹性效应

2.2.3弹性模量温度变化特性

2.2.4阻尼特性

2.2.5 SMA的本构关系和方程

2.3 SMA的动态力学性能

2.3.1 SMA耗能系数的计算

2.3.2循环次数对耗能大小的影响

2.3.3温度对SMA耗能大小的影响

2.3.4激振频率对SMA耗能大小的影响

2.3.5振动幅值对SMA耗能大小的影响

2.4本章小结

第三章耗能理论研究和SMA超弹性恢复力模型分析

3.1 引言

3.2粘滞阻尼理论

3.3 SMA超弹性恢复力模型

3.3.1 SMA恢复力的基本概念

3.3.2 SMA超弹性恢复力模型

第四章SMA阻尼器的研制

4.1 SMA阻尼器的设计

4.1.1阻尼器尺寸及型式的拟定

4.2 SMA阻尼器的耗能分析

4.2.1阻尼器耗能分析时选用旗帜型恢复力模型

4.2.2阻尼器耗能分析时选用三角形恢复力模型

4.2.3耗能大小的比较分析

第五章SMA阻尼器的动态力学性能试验

5.1 试验目的

5.2试验简介

5.2.1主要试验装置

5.2.2试验步骤

5.3 主要试验结果及其结论

5.3.1试验曲线及其耗能系数计算

5.3.2试验分析及其结论

第六章总结

参考文献

致谢