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形状记忆合金增强复合材料的一维σ-ε-T关系 被引量:2
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作者 熊克 王征 陶宝祺 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1996年第4期551-555,共5页
分形状记忆合金(SMA)相变前和相变过程中两阶段,推导了形状记忆合金增强复合材料(SMARC)的一维应力、应变和温度的关系。实验研究包括:NiTinolSMA丝自由回复时的回复应变与温度、受限回复下的回复应力与温度的... 分形状记忆合金(SMA)相变前和相变过程中两阶段,推导了形状记忆合金增强复合材料(SMARC)的一维应力、应变和温度的关系。实验研究包括:NiTinolSMA丝自由回复时的回复应变与温度、受限回复下的回复应力与温度的关系,玻璃纤维/环氧树脂复合材料和SMARC试件的单向拉伸,一定应变下SMARC拉伸试件的应力与温度的关系,恒定外载下SMARC拉伸试件和纯弯曲试件在触发SMA前后应变的变化。结果表明,SMARC除了具备传统结构材料承载的功能之外,还具有改善和增强材料本身性能的能力。 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料 本构关系
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形状记忆合金增强复合材料界面剪应力研究 被引量:1
2
作者 王振清 雷红帅 +1 位作者 周博 王玉龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期690-695,共6页
为研究形状记忆合金长纤维增强复合材料界面剪应力的分布情况,基于单纤维双圆柱拔出模型,推导了脱粘区和粘结区界面剪应力表达式.基于复合材料内部温度分布均匀,马氏体体积分数只与纤维内部轴向应力和温度相关等假设,分别讨论了恒定外... 为研究形状记忆合金长纤维增强复合材料界面剪应力的分布情况,基于单纤维双圆柱拔出模型,推导了脱粘区和粘结区界面剪应力表达式.基于复合材料内部温度分布均匀,马氏体体积分数只与纤维内部轴向应力和温度相关等假设,分别讨论了恒定外应力荷载条件下温度(303、323、343 K)、预应变水平(0%、2%、4%、6%)及固定脱粘长度对界面剪应力分布的影响.数值模拟结果表明,通过控制外界温度和预应变水平,可以改变模型最大界面剪应力的值,进而控制界面脱粘现象的发生.对进一步研究SMA长纤维增强复合材料界面力学行为提供了一定的理论参考. 展开更多
关键词 形状记忆合金 单纤维 复合材料 界面剪应力
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NiTi形状记忆合金增强复合材料层合板的建模技术 被引量:3
3
作者 苏众庆 麦汉超 陆萌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期337-339,共3页
在对形状记忆合金增强复合材料层合板进行应力、应变和温度关系实验的基础上 ,建立了形状记忆合金增强复合材料四边形和三角形板单元模型 ,并推导了相应的有限元公式 .在此基础上编制了能够进行静态和动态分析的有限元程序 ,并利用该程... 在对形状记忆合金增强复合材料层合板进行应力、应变和温度关系实验的基础上 ,建立了形状记忆合金增强复合材料四边形和三角形板单元模型 ,并推导了相应的有限元公式 .在此基础上编制了能够进行静态和动态分析的有限元程序 ,并利用该程序对形状记忆合金增强复合材料悬臂梁进行了分析 ,结果是令人满意的 .随着对形状记忆合金研究的进一步发展 ,这种材料必将在智能材料和结构设计中发挥越来越重要的作用 . 展开更多
关键词 形状记忆合金 增强复合材料 有限元法 航空材料
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形状记忆合金增强复合材料力学试验分析
4
作者 王亮迪 许英杰 +1 位作者 王骏 刘艳龙 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2023年第2期70-76,共7页
针对碳纤维树脂基复合材料抗冲击性能差的问题,本文提出了一种内嵌超弹性形状记忆合金丝的碳纤维树脂基复合材料(SMA-CFRP)。采用热压罐成型工艺,选用SMA铺设层数、SMA铺设方向两个参数成型了4种CFRP复合材料样件,分别对其进行了单轴拉... 针对碳纤维树脂基复合材料抗冲击性能差的问题,本文提出了一种内嵌超弹性形状记忆合金丝的碳纤维树脂基复合材料(SMA-CFRP)。采用热压罐成型工艺,选用SMA铺设层数、SMA铺设方向两个参数成型了4种CFRP复合材料样件,分别对其进行了单轴拉伸、低速冲击及三点弯曲试验。由于超弹性SMA丝具有独特的相变机制,在试验加载过程中,承受了准静态或动态载荷并吸收了部分能量,因此相较于CFRP,SMA-CFRP的极限拉伸强度最高提升了7.71%,且抗冲击性能显著提升。试验结果表明,内嵌超弹性SMA能显著改善CFRP在准静态和低速冲击载荷下的力学性能。 展开更多
关键词 形状记忆合金 碳纤维树脂 复合材料 单轴拉伸试验 低速冲击试验 三点弯曲试验
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形状记忆合金增强水泥基复合材料及其构件研究进展 被引量:1
5
作者 秦煜 王亭 +2 位作者 辛景舟 汤喻杰 王威娜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期47-55,共9页
传统的水泥基材料适用性强、经济性高、用途广泛,但是容易开裂,难以恢复。通过热弹性马氏体相变及其逆相变,形状记忆合金拥有了独特的形状记忆效应、超弹性等卓越性能。因此,可以利用形状记忆合金增强水泥基材料及构件,克服传统水泥基... 传统的水泥基材料适用性强、经济性高、用途广泛,但是容易开裂,难以恢复。通过热弹性马氏体相变及其逆相变,形状记忆合金拥有了独特的形状记忆效应、超弹性等卓越性能。因此,可以利用形状记忆合金增强水泥基材料及构件,克服传统水泥基材料抗裂性能差的缺陷,改善水泥基材料构件的开裂和变形自恢复能力。本文从形状记忆合金的材料特性与种类、形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料及形状记忆合金筋材增强水泥基复合材料构件三个方面进行综合阐述,并指出现有研究中存在的不足,展望了形状记忆合金增强水泥基复合材料的发展前景。 展开更多
关键词 形状记忆合金 水泥基复合材料 自恢复 形状记忆效应 超弹性
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织物增强复合材料的电热驱动形状记忆回复行为
6
作者 刘仁义 杨琴 +2 位作者 孙宝忠 顾伯洪 张威 《纺织学报》 北大核心 2025年第1期72-79,共8页
为研究不同结构参数织物增强形状记忆复合材料(SMPCs)的力学行为、热驱动和电驱动下形状回复行为及回复力大小,以连续碳纤维(CCF)、形状记忆聚氨酯(SMPU)为原料,利用双螺杆挤出机制备芯壳结构复合长丝,将其作为经纱和纬纱,织造单纬、双... 为研究不同结构参数织物增强形状记忆复合材料(SMPCs)的力学行为、热驱动和电驱动下形状回复行为及回复力大小,以连续碳纤维(CCF)、形状记忆聚氨酯(SMPU)为原料,利用双螺杆挤出机制备芯壳结构复合长丝,将其作为经纱和纬纱,织造单纬、双纬、三纬3种复合织物,利用平板硫化机热压成SMPCs,测试并分析3种SMPCs的动态热力学性能、热驱动和电驱动形状记忆行为及回复力大小。结果表明:3种SMPCs的储能模量分别是SMPU的2.20、3.27、4.53倍,三纬SMPCs的储能模量最大;3种SMPCs的形状回复率可达98%以上,热驱动下,温度越高,回复时间越短;电驱动下,驱动电压在3~6 V范围内时,电压越大,回复时间越短,可实现低压快速响应;回复力随纬纱根数的增加而增大,最高可达1.8 N,是试样重力的75.9倍。 展开更多
关键词 织物增强复合材料 形状记忆聚氨酯 热驱动 电驱动 回复力 碳纤维
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形状记忆合金短纤维增强复合材料的热相变行为 被引量:1
7
作者 张臻 沈亚鹏 王健 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期444-447,共4页
基于Eshelby等效夹杂模型和Mori-Tanaka的场平均法,考虑到形状记忆合金材料的强物理非线性和基体材料的弹塑性,发展了增量型的等效夹杂模型.基于该模型,探讨了形状记忆合金短纤维增强弹塑性基复合材料在应力自由状态下的热相变特性,特... 基于Eshelby等效夹杂模型和Mori-Tanaka的场平均法,考虑到形状记忆合金材料的强物理非线性和基体材料的弹塑性,发展了增量型的等效夹杂模型.基于该模型,探讨了形状记忆合金短纤维增强弹塑性基复合材料在应力自由状态下的热相变特性,特别研究了基体材料的塑性对复合材料热相变特性的影响.计算结果表明:当基体进入屈服阶段后,在复合材料卸载过程中出现残余应力;弹塑性基体复合材料的特征相变温度偏移随纤维体积分数的变化规律与弹性基体复合材料的变化规律不同,其热相变特性有显著的区别. 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料 短纤维 相变
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形状记忆合金纤维复合材料的等效力学行为 被引量:3
8
作者 刘爱荣 禹奇才 +1 位作者 潘亦苏 周本宽 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期236-240,246,共6页
在Aboudi提出的胞元模型以及Liu等建立的形状记忆合金的本构模型的基础上,由Legendre多项式,假设每个子胞元的位移场、应变场和应力场,再由子胞元间交界面的应力连续条件和外荷载边界条件推导出基体为弹塑性材料的形状记忆合金纤维复合... 在Aboudi提出的胞元模型以及Liu等建立的形状记忆合金的本构模型的基础上,由Legendre多项式,假设每个子胞元的位移场、应变场和应力场,再由子胞元间交界面的应力连续条件和外荷载边界条件推导出基体为弹塑性材料的形状记忆合金纤维复合材料的胞元模型;模拟了呈周期对称的形状记忆合金纤维复合材料受轴向单向拉伸、横向拉伸和横向剪切荷载作用下的等效力学行为,与有限元解进行了比较,结果基本一致。与有限元法比较起来,本文推导出的形状记忆合金纤维复合材料的胞元模型更具高效性。 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料 胞元模型 等效力学行为 LEGENDRE多项式 位移场 应变场 应力场
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具有形状记忆合金丝的复合材料轴转子系统的振动与稳定性 被引量:6
9
作者 任勇生 赵仰生 +1 位作者 安瑞君 代其义 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期136-143,共8页
提出具有SMA丝的复合材料轴-盘-刚性支承转子系统的数学模型,研究转子系统的振动与稳定性。将轴视为一个平行于轴线方向埋入SMA丝的薄壁复合材料空心梁,盘为各向同性刚性圆盘,轴位于刚性轴承上。基于变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁... 提出具有SMA丝的复合材料轴-盘-刚性支承转子系统的数学模型,研究转子系统的振动与稳定性。将轴视为一个平行于轴线方向埋入SMA丝的薄壁复合材料空心梁,盘为各向同性刚性圆盘,轴位于刚性轴承上。基于变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁的变形,基于Brinson热力学本构方程计算SMA丝的回复应力,采用Hamilton原理推导出系统的运动方程,采用Galerkin法进行模型离散化和近似数值计算。着重分析SMA丝含量和初始应变对复合材料轴振动固有频率和转子系统临界转速的影响。研究结果表明,所建立的动力学模型能够用于揭示SMA对转子系统的振动与稳定性的影响机理。 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料 转子系统 振动与稳定性
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形状记忆合金纤维复合材料梁非线性变形、热屈曲和振动 被引量:6
10
作者 任勇生 田继爽 +1 位作者 刘银磊 杜成刚 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第1期99-110,共12页
研究具有形状记忆合金(SMA)纤维的复合材料梁非线性静变形、热屈曲和振动。采用Euler-Bernoulli梁理论、Timoshenko梁理论和Reddy高阶理论进行结构建模;根据Von-Kármán应变场理论描述梁的几何非线性;采用Brinson热力学本构方... 研究具有形状记忆合金(SMA)纤维的复合材料梁非线性静变形、热屈曲和振动。采用Euler-Bernoulli梁理论、Timoshenko梁理论和Reddy高阶理论进行结构建模;根据Von-Kármán应变场理论描述梁的几何非线性;采用Brinson热力学本构方程计算SMA纤维的受限回复特性;基于Hamilton原理导出梁的非线性偏微分控制方程;采用Galerkin法导出两端简支对称铺层SMA纤维复合材料梁的非线性静变形、热屈曲和振动近似解。通过数值计算揭示SMA纤维含量、激励温度和初始应变对非线性静变形、热屈曲和振动的影响规律。研究表明,当长厚比较大时,剪切变形的影响很小,上述理论均可适用;但长厚比较小时,Euler-Bernoulli和Timoshenko梁理论的结果与Reddy高阶理论的结果相差较大,剪切变形的影响是显著的。 展开更多
关键词 形状记忆合金纤维 复合材料 剪切效应 非线性变形 热屈曲 振动
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埋入形状记忆合金丝的复合材料圆柱壳壁板的热振动特性分析 被引量:1
11
作者 刘芹 任建亭 +1 位作者 郭运强 姜节胜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期18-21,共4页
采用有限元软件ABAQUS实现了埋入形状记忆合金(SMA)丝的复合材料圆柱壳壁板结构热振动特性分析.基于Liang-Rogers本构模型编写用户子程序(UMAT)模拟形状记忆合金材料的超弹性行为和形状记忆效应,并在不同温度和应力状态下验证了程序的... 采用有限元软件ABAQUS实现了埋入形状记忆合金(SMA)丝的复合材料圆柱壳壁板结构热振动特性分析.基于Liang-Rogers本构模型编写用户子程序(UMAT)模拟形状记忆合金材料的超弹性行为和形状记忆效应,并在不同温度和应力状态下验证了程序的正确性.基于此程序,计算了埋入SMA丝的复合材料圆柱壳壁板在温度和机械载荷作用下的一阶固有频率,分析了其热振动特性和屈曲特性.模拟结果表明:加热驱动SMA丝一般会提高结构的固有频率和屈曲临界,SMA丝的数量对结构的热振动和屈曲特性有显著影响。这些结论将对智能复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导作用。 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料圆柱壳壁板 热振动 屈曲
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金属基NiTi形状记忆合金机敏复合材料的研究进展 被引量:1
12
作者 郑雁军 崔立山 杨大智 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期19-21,共3页
综述了NiTi丝增强金属基机敏复合材料的设计、制备、性能、模型以及存在的主要问题。
关键词 形状记忆合金 金属基 复合材料 机敏材料 镍钛
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形状记忆合金在机敏复合材料中的应用 被引量:2
13
作者 郑雁军 杨大智 陈非瑕 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期55-60,共6页
综述了形状记忆合金在机敏复合材料中应用的基本思路、形状记忆合金的本构 关系模型、机敏复合材料力学行为的数学模型以及高频率形状记忆合金/机敏复合材料的研 究。
关键词 形状记忆合金 机敏复合材料 本构关系
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一种新型形状记忆合金复合材料制备及性能测试 被引量:1
14
作者 李杰锋 沈星 陈金金 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期57-60,共4页
为提高形状记忆合金复合材料的驱动性能,提出了一种新型栅格状结构的形状记忆合金复合材料。采用真空负压成型工艺,提高了形状记忆合金丝与基体材料界面结合的致密性;在电流激励下测试该新型复合材料在不同温度下的挠度大小,并与传统形... 为提高形状记忆合金复合材料的驱动性能,提出了一种新型栅格状结构的形状记忆合金复合材料。采用真空负压成型工艺,提高了形状记忆合金丝与基体材料界面结合的致密性;在电流激励下测试该新型复合材料在不同温度下的挠度大小,并与传统形状记忆合金复合材料进行比较。结果表明:采用真空负压法成型的形状记忆合金复合材料界面结合更加致密,在电流激励后界面处没有产生开裂;栅格状形状记忆合金复合材料驱动后最大挠度为53 mm,是整体结构形状记忆复合材料的4倍,且响应时间更快。 展开更多
关键词 形状记忆合金复合材料 制备 驱动性能 栅格状结构
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形状记忆合金复合材料层板非线性有限元分析 被引量:1
15
作者 叶宁 郦正能 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期73-75,共3页
将形状记忆合金埋入复合材料层合板中构成智能复合材料结构 .在外载或热载的作用下 ,形状记忆合金将使复合后的材料内部和结构的应力、应变分布发生改变 ,并改变结构的形状 .由于形状记忆合金的大变形带来非线性 ,本文利用具有几何非线... 将形状记忆合金埋入复合材料层合板中构成智能复合材料结构 .在外载或热载的作用下 ,形状记忆合金将使复合后的材料内部和结构的应力、应变分布发生改变 ,并改变结构的形状 .由于形状记忆合金的大变形带来非线性 ,本文利用具有几何非线性分析功能的复合材料板壳元对模型进行计算和分析 ,形状记忆合金的驱动效应等效为力学载荷 .可得到较精确的结果 . 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料层板 非线性 有限元 智能材料 智能复合材料 驱动效应 力学载荷
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内嵌伪弹性形状记忆合金纤维的复合材料空心梁动态有限元分析 被引量:4
16
作者 孙双双 武丹 刘冬迪 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期845-852,共8页
以内嵌伪弹性形状记忆合金(SMA)纤维的复合材料空心层合梁为研究对象,基于经典层合梁理论和有限元法,在考虑SMA的相变特性、材料非线性与基体变形相互耦合的基础上,按照虚功原理建立了SMA混杂复合材料空心层合梁的运动方程,并用Newmark... 以内嵌伪弹性形状记忆合金(SMA)纤维的复合材料空心层合梁为研究对象,基于经典层合梁理论和有限元法,在考虑SMA的相变特性、材料非线性与基体变形相互耦合的基础上,按照虚功原理建立了SMA混杂复合材料空心层合梁的运动方程,并用Newmark积分法和牛顿迭代法对运动方程进行了数值求解,研究了SMA混杂复合材料空心层合梁的振动特性,分析了SMA对复合材料层合梁的振动抑制效果,讨论了温度、结构阻尼对空心层合梁动态响应的影响规律.结果表明:同一时刻下内嵌SMA纤维的空心层合梁自由端挠度较未嵌SMA纤维时的挠度明显降低;伪弹性SMA纤维在较高的温度下能更好地实现对层合梁的振动抑制;伪弹性SMA纤维对层合梁的振动抑制效果明显优于结构阻尼对层合梁的振动抑制效果. 展开更多
关键词 形状记忆合金混杂复合材料 有限元法 动态响应 伪弹性
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形状记忆合金复合材料层合梁的弯曲 被引量:1
17
作者 吴萍 宋固全 《南昌大学学报(工科版)》 CAS 2000年第1期1-5,37,共6页
分析了一种形状记忆合金复合材料层合梁在荷载作用和温度改变下梁的曲率k与截面弯矩M及温度T的关系 ,并进一步得到在恒定温度下悬臂梁自由端挠度随外载荷变化的曲线
关键词 形状记忆合金 层合梁 弯曲 复合材料
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嵌入形状记忆合金纤维复合材料圆板的弯曲 被引量:1
18
作者 李世荣 郁汶山 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2008年第1期27-30,共4页
基于形状记忆合金Brinson一维热力学本构关系和von Kármán几何非线性薄板理论,研究了径向嵌入SMA丝复合材料加热圆板在横向均布机械载荷作用下的弯曲响应,获得了周边不可移简支和夹紧圆板的中心最大挠度与升温之间的关系曲线... 基于形状记忆合金Brinson一维热力学本构关系和von Kármán几何非线性薄板理论,研究了径向嵌入SMA丝复合材料加热圆板在横向均布机械载荷作用下的弯曲响应,获得了周边不可移简支和夹紧圆板的中心最大挠度与升温之间的关系曲线.结果表明,形状记忆合金丝在从马氏体向奥氏体的逆相变过程中所产生的相变回复力对板的弯曲变形具有明显的调整作用.通过嵌入SMA纤维丝和施加升温载荷可以主动而有效地调节受机械载荷作用圆板的弯曲变形. 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料圆板 弯曲变形
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形状记忆合金混杂复合材料层合结构的静态有限元分析 被引量:3
19
作者 孙双双 曲文月 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2018年第5期94-99,共6页
将伪弹性形状记忆合金(SMA)纤维镶嵌在复合材料层合结构的顶层和底层,联合采用经典层合梁理论和有限元法,在考虑SMA的相变特性和材料非线性与层合结构变形相互耦合的基础上,建立了SMA混杂复合材料层合结构的静力学模型,利用MATLAB软件... 将伪弹性形状记忆合金(SMA)纤维镶嵌在复合材料层合结构的顶层和底层,联合采用经典层合梁理论和有限元法,在考虑SMA的相变特性和材料非线性与层合结构变形相互耦合的基础上,建立了SMA混杂复合材料层合结构的静力学模型,利用MATLAB软件模拟了该复合材料层合结构在横向和纵向加卸载过程中的静力学响应,研究了其耗能能力和耗能机理。研究发现,SMA混杂复合材料层合结构加卸载过程中的载荷-变形量曲线形成了封闭的滞后环,这表明内嵌SMA纤维的复合材料层合结构具有伪弹耗能能力。 展开更多
关键词 形状记忆合金 复合材料层合结构 有限元分析 静力学响应
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复合材料转子-形状记忆合金支承系统的振动特性 被引量:1
20
作者 任勇生 刘银磊 杜成刚 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2018年第2期98-104,118,共8页
研究具有形状记忆合金(SMA)弹簧支承的复合材料轴转子系统的振动特性。基于Brinson热力学本构方程,研究SMA螺旋弹簧的受限回复特性;采用Timoshenko梁理论对复合材料旋转轴进行结构建模,给出特征值问题的求解公式。通过数值计算揭示SMA... 研究具有形状记忆合金(SMA)弹簧支承的复合材料轴转子系统的振动特性。基于Brinson热力学本构方程,研究SMA螺旋弹簧的受限回复特性;采用Timoshenko梁理论对复合材料旋转轴进行结构建模,给出特征值问题的求解公式。通过数值计算揭示SMA的激励温度、SMA的初始应变、纤维铺层角、铺层方式以及长径比对转子系统的涡动频率、对数衰减率的以及临界转速的影响规律。 展开更多
关键词 形状记忆合金弹簧 弹性支承 复合材料旋转轴 振动响应与稳定性
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