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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
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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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宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料的阻尼行为 被引量:2
2
作者 王金香 彭小波 韩福生 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期53-55,共3页
采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料,利用多功能内耗仪研究了其阻尼行为及阻尼机制。结果表明:复合材料的阻尼性能比基体合金的大大提高,其内耗随石墨颗粒体积分数的增加、石墨颗粒粒径的减小和应变... 采用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强铜基形状记忆合金复合材料,利用多功能内耗仪研究了其阻尼行为及阻尼机制。结果表明:复合材料的阻尼性能比基体合金的大大提高,其内耗随石墨颗粒体积分数的增加、石墨颗粒粒径的减小和应变振幅的增大而增大;基体和石墨颗粒的本征阻尼、位错阻尼和颗粒/基体界面阻尼是复合材料的主要阻尼机制。 展开更多
关键词 形状记忆合金 宏观石墨颗粒 复合材料 阻尼
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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
3
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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电场作用下HAP/NiTi形状记忆合金复合材料制备工艺研究
4
作者 王丽雪 姜艳 莫淑华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期136-140,共5页
为改善NiTi形状记忆合金的耐蚀性和生物相容性,利用外加交变电场的作用在合金表面沉积羟基磷灰石(HAP)涂层,从而制得HAP/NiTi形状记忆合金复合材料.实验探讨了交变电场的电压、频率和作用时间对NiTi形状记忆合金表面沉积羟基磷灰石涂层... 为改善NiTi形状记忆合金的耐蚀性和生物相容性,利用外加交变电场的作用在合金表面沉积羟基磷灰石(HAP)涂层,从而制得HAP/NiTi形状记忆合金复合材料.实验探讨了交变电场的电压、频率和作用时间对NiTi形状记忆合金表面沉积羟基磷灰石涂层的影响.结果表明:随着电场电压、电流频率和作用时间的增加,NiTi合金表面钙磷涂层的厚度逐渐增加,组织变得均匀致密,但若频率过大,时间过长则涂层反而被破坏,故确定最佳电场作用参数为300V+20Hz+5h.涂层呈疏松多孔的羽针状结构,经XRD检测其组织主要为羟基磷灰石,且在模拟体液中具有较好的生物稳定性. 展开更多
关键词 NITI形状记忆合金 羟基磷灰石 交变电场
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基于ANSYS的形状记忆合金复合材料板簧的模态分析 被引量:5
5
作者 管鸣 任勇生 孙祥正 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2012年第6期106-112,共7页
运用ANSYS软件对形状记忆合金(SMA)复合材料板簧进行模态分析。首先,建立SMA复合材料板簧的有限元模型;然后,针对升温和降温两个过程分别对SMA复合材料板簧进行模态分析。分析结果表明了温度、SMA纤维含量对复合材料板簧的固有频率以及... 运用ANSYS软件对形状记忆合金(SMA)复合材料板簧进行模态分析。首先,建立SMA复合材料板簧的有限元模型;然后,针对升温和降温两个过程分别对SMA复合材料板簧进行模态分析。分析结果表明了温度、SMA纤维含量对复合材料板簧的固有频率以及模态振型的影响,揭示了SMA复合材料板簧的固有频率随着温度的升高而逐渐变大等规律。 展开更多
关键词 复合材料板簧 形状记忆合金 模态分析 固有频率
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铁磁形状记忆合金复合材料力学性能试验研究
6
作者 陈江旭 薛立军 刘辉 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第28期12253-12258,共6页
为了改善NiMnGa合金自身易损伤,不易加工成型的缺陷,且能更好地体现NiMnGa合金的力学性能,将NiMnGa合金与环氧树脂结合,为该材料在实际工程中的应用提供依据。通过机械研磨的方法,获得不同尺寸的NiMnGa合金颗粒,在常温条件下,将NiMnGa... 为了改善NiMnGa合金自身易损伤,不易加工成型的缺陷,且能更好地体现NiMnGa合金的力学性能,将NiMnGa合金与环氧树脂结合,为该材料在实际工程中的应用提供依据。通过机械研磨的方法,获得不同尺寸的NiMnGa合金颗粒,在常温条件下,将NiMnGa合金颗粒与E51环氧树脂混合均匀,静置固化得到复合材料试件。对不同的复合材料试件进行压缩-卸载试验,从细观力学的角度分析不同体积分数和不同尺寸各向同性的NiMnGa合金复合材料试件的应力-应变曲线,研究了NiMnGa合金颗粒对树脂基的增强效果。分析实验结果表明:在温度不变,外力相同条件下,复合材料相比NiMnGa合金而言,应变相同时需要的应力值更大,并且在压应力卸载为0后,复合材料会有较小的残余应变。因为环氧树脂基体包裹合金颗粒,所以NiMnGa合金颗粒在产生应变时会受到阻碍,由于基体的存在,传递到NiMnGa合金颗粒的外载荷较小,大部分载荷由环氧树脂基体承担,这样可以改善合金颗粒易碎的缺点。不同尺寸的NiMnGa合金颗粒影响复合材料的应力应变,但复合材料发生马氏体变体重取向的临界应力约为40 MPa。随着合金颗粒含量的增加,压缩应力卸载后,复合材料产生的残余应变会更大,这样复合材料缓冲的效果更好。 展开更多
关键词 复合材料 不同体积分数 各向同性 重取向 残余应变
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形状记忆合金复合材料壁板的颤振分析
7
作者 李香港 薛立军 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2023年第5期89-94,共6页
研究铺设形状记忆合金(Shape MemoryAlloy,SMA)丝的复合材料壁板的颤振行为。采用Von-Karman大变形理论描述壁板位移-应变的非线性关系,用三阶非线性活塞理论来表示气动载荷。根据一维Brinson模型,对SMA丝的热力学行为进行模拟。利用Ham... 研究铺设形状记忆合金(Shape MemoryAlloy,SMA)丝的复合材料壁板的颤振行为。采用Von-Karman大变形理论描述壁板位移-应变的非线性关系,用三阶非线性活塞理论来表示气动载荷。根据一维Brinson模型,对SMA丝的热力学行为进行模拟。利用Hamilton原理,推导出SMA复合材料壁板的非线性偏微分运动方程组。通过Galerkin法对偏微分方程组进行离散,得到壁板的常微分运动方程组。对传统复合材料壁板和SMA复合材料壁板的临界颤振动压进行对比,并详细分析SMA丝的温度、体积分数和预应变对壁板稳定性边界和极限环振幅的影响。数值结果表明:铺设SMA丝可以显著提高壁板的气动弹性稳定性;增大SMA丝的体积分数和预应变、加热SMA丝有助于增强对壁板颤振的抑制效果。 展开更多
关键词 振动与波 壁板颤振 形状记忆合金 稳定性边界 极限环振幅
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一种压电形状记忆合金复合材料的建模
8
作者 胡长德 张冲 +2 位作者 李咏强 符鹏 陈小兵 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第4期580-584,587,共6页
提出了一个全新概念的压电陶瓷形状记忆合金(piezo-SMA)复合材料,作为一种新的驱动材料,它具有驱动速度快和应变大的特点。为了验证该观点,构造了一种基于Eshelby公式的新模型,在公式中运用了线性压电本构方程和SMA超弹性等式。由应力... 提出了一个全新概念的压电陶瓷形状记忆合金(piezo-SMA)复合材料,作为一种新的驱动材料,它具有驱动速度快和应变大的特点。为了验证该观点,构造了一种基于Eshelby公式的新模型,在公式中运用了线性压电本构方程和SMA超弹性等式。由应力和电场诱发的应变,可产生两种简单的压电形状记忆合金(piezo-SMA)复合材料,一维串联模型和一维并联模型复合材料。该模型表明,一维并联强化结构提供的由偏应力和在其他复合结构的外加电场诱导下产生最高应变力。 展开更多
关键词 压电形状记忆合金 复合材料 致动器 Eshelby模型
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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:2
9
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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形状记忆合金嵌入式加固钢筋混凝土柱抗震性能试验 被引量:2
10
作者 邢国华 赵嘉华 +2 位作者 常召群 王浩楠 陆勇健 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期78-89,共12页
为研究形状记忆合金(SMA)嵌入式加固法对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,设计制作6根SMA嵌入式加固钢筋混凝土柱试件,通过低周往复荷载试验研究SMA筋加固混凝土柱的破坏过程及破坏模式,分析SMA加固量、轴压比和环包CFRP布对加固柱滞回性能... 为研究形状记忆合金(SMA)嵌入式加固法对钢筋混凝土柱抗震性能的影响,设计制作6根SMA嵌入式加固钢筋混凝土柱试件,通过低周往复荷载试验研究SMA筋加固混凝土柱的破坏过程及破坏模式,分析SMA加固量、轴压比和环包CFRP布对加固柱滞回性能、位移延性、刚度退化和耗能等抗震性能的影响,基于数字图像相关法分析SMA筋嵌入式加固柱的曲率分布。结果表明:SMA筋嵌入式加固钢筋混凝土柱因柱脚处纵向受拉钢筋屈服和混凝土压溃形成塑性铰而破坏,主要表现为延性破坏模式;相同轴压比下,加固柱试件较普通混凝土柱承载力提高了51.2%~70.2%,位移延性和累计耗能也得到提升,抗震性能显著改善;随加固量增加,SMA筋嵌入式加固柱的耗能、塑性铰长度和极限位移显著提高;在层间位移角达到1/50之前,承载力没有明显下降;轴压比增大至0.4时,加固柱的峰值荷载和耗能能力增大,延性显著降低,环包CFRP布后加固柱的变形和耗能明显改善。基于平截面假定,提出SMA筋嵌入式加固钢筋混凝土柱受弯承载力计算模型,计算结果与试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 钢筋混凝土柱 形状记忆合金 抗震性能 嵌入式加固 承载力 数字图像相关法
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纳米晶NiTi形状记忆合金/Nb纳米线复合材料超弹应力的温度依赖性
11
作者 王涛涛 武泽园 +4 位作者 李亚鹏 廖仲尼 王永善 刘艳 唐玲 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期835-840,共6页
NiTi形状记忆合金因其超弹性已经得到广泛应用,然而传统NiTi合金马氏体相变的超弹应力随温度的降低而快速减小(6~7 MPa/K),显著制约了其在宽温域中的应用。本文通过熔炼、锻造及拔丝获得纳米晶NiTi/Nb丝材,然后采用透射电子显微镜、差... NiTi形状记忆合金因其超弹性已经得到广泛应用,然而传统NiTi合金马氏体相变的超弹应力随温度的降低而快速减小(6~7 MPa/K),显著制约了其在宽温域中的应用。本文通过熔炼、锻造及拔丝获得纳米晶NiTi/Nb丝材,然后采用透射电子显微镜、差示扫描量热仪及拉伸试验机分别研究丝材的显微组织、相变行为及超弹性能。结果表明:纳米晶NiTi/Nb丝材中NiTi合金的平均晶粒尺寸为14 nm,丝材在降温和升温过程中分别发生热诱发B2→R相变和R→B2相变。在328~376 K温度范围内,纳米晶NiTi/Nb丝材应力诱发B2→B19′相变超弹应力的平均值为1002 MPa,超弹应力的温度依赖性为4.1 MPa/K。 展开更多
关键词 纳米晶 NITI形状记忆合金 Nb纳米线 超弹应力 温度依赖性
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变形承载一体的基于形状记忆合金片状致动器的智能复合材料结构性能分析
12
作者 战钺 袁国青 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第6期34-40,共7页
在形状记忆合金片上引入预应变可以制备成一个受热可回复的片状致动器,将其表面粘贴在复合材料结构表面便可以得到一个集承载和变形一体化的智能复合材料结构。本文主要聚焦于智能复合材料结构承载过程中的变形问题,通过有限元分析的方... 在形状记忆合金片上引入预应变可以制备成一个受热可回复的片状致动器,将其表面粘贴在复合材料结构表面便可以得到一个集承载和变形一体化的智能复合材料结构。本文主要聚焦于智能复合材料结构承载过程中的变形问题,通过有限元分析的方法对智能复合材料结构在承载时的受热致动变形能力和在受热致动变形之后的承载能力两个问题进行了分析研究。分析结果表明:智能复合材料结构在承载过程中仍然能够顺利变形,但是其变形过程中的胶层应力会受到载荷大小的影响,且相同载荷下受热致动过程加载时的胶层应力与加载过程中受热时的胶层应力相比会更大。 展开更多
关键词 智能复合材料 形状记忆合金 承载-变形一体化 有限元
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格构式大行程形状记忆合金限位装置研究
13
作者 李永河 王国炎 +1 位作者 党新志 曹飒飒 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第1期61-73,共13页
为限制墩梁间过大的相对位移,在单根大行程形状记忆合金限位装置(long-stroke shape memory alloy restrainer,LSR)的基础上,拟提出一种基于形状记忆合金棒的格构式大行程限位装置(latticed long-stroke restrainer,LLSR)。该装置由具... 为限制墩梁间过大的相对位移,在单根大行程形状记忆合金限位装置(long-stroke shape memory alloy restrainer,LSR)的基础上,拟提出一种基于形状记忆合金棒的格构式大行程限位装置(latticed long-stroke restrainer,LLSR)。该装置由具有良好超弹性能和自复位性能的形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)棒、MC尼龙、钢管和缀条或者缀板组成。SMA棒可消耗地震动能量并提供自复位能力;MC尼龙和钢管构成防屈曲体系,可防止SMA棒在受压时发生屈曲。首先,阐明单根大行程形状记忆合金阻尼器和格构式大行程形状记忆合金阻尼器的构造和工作机理;其次,对不同热处理温度下的SMA棒进行拉伸试验,确定超弹性能最好的SMA棒,以超弹性能最好的SMA棒作为LSR的内芯,接着开展单根LSR的轴向拉压试验,进一步研究其力学性能;最后,以LSR试验数据为基础,并且基于ABAQUS有限元软件,对LLSR进行数值分析和参数分析,以数值分析和参数分析的结果为依据提出相应的设计方法。研究表明,LLSR不仅具有稳定的耗能能力,还有良好的自复位能力。 展开更多
关键词 格构式 阻尼器 形状记忆合金 MC尼龙 试验 自复位
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新型形状记忆合金阻尼器的性能试验研究与数值模拟方法
14
作者 张志强 张隽怡 +3 位作者 谢文博 卢艺静 唐自晶 刘欢 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期418-425,共8页
基于形状记忆合金(SMA)智能材料刚度可变的优异特性,设计了一种新型SMA阻尼器。当该阻尼器不处于中位时,SMA丝均处于受拉状态,从而提供较大的阻尼力。介绍了阻尼器的结构与组成、工作原理,给出了对应的力学模型。通过拉伸试验得到了SMA... 基于形状记忆合金(SMA)智能材料刚度可变的优异特性,设计了一种新型SMA阻尼器。当该阻尼器不处于中位时,SMA丝均处于受拉状态,从而提供较大的阻尼力。介绍了阻尼器的结构与组成、工作原理,给出了对应的力学模型。通过拉伸试验得到了SMA丝在不同温度下的力-变形关系,将阻尼器进行性能试验,得到了对应的阻尼系数,发现了阻尼器滞回曲线形状与SMA丝刚度有关。同时,随着温度升高,SMA丝的刚度逐渐增加,阻尼器的滞回曲线逐渐倾斜,且出力逐渐增大。最后,提出了SMA⁃VFD数值模拟算法,在Matlab中建立了数值模型,给出了SMA丝加卸载的判断规则,并通过试验验证了模型的准确性。 展开更多
关键词 形状记忆合金(SMA) 阻尼器 性能试验 数值模拟
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基于形状记忆合金的阀用线性力马达响应特性研究
15
作者 魏列江 蔡江荣 +2 位作者 万思梦 卢红煜 陈奕泽 《液压与气动》 北大核心 2025年第4期1-10,共10页
针对当前阀用电磁铁体积大、重量大、成本高等问题,提出用NiTi形状记忆合金丝通电加热驱动阀芯的线性力马达方案。在Brinson一维本构方程的基础上,建立了形状记忆合金热力学模型,并运用MATLAB Simulink进行不同电流下形状记忆合金丝的电... 针对当前阀用电磁铁体积大、重量大、成本高等问题,提出用NiTi形状记忆合金丝通电加热驱动阀芯的线性力马达方案。在Brinson一维本构方程的基础上,建立了形状记忆合金热力学模型,并运用MATLAB Simulink进行不同电流下形状记忆合金丝的电-热仿真,分析形状记忆合金丝的热量对线性力马达驱动响应特性的影响;理论计算得到直径0.5 mm时三种不同长度记忆合金丝在复位弹簧刚度为20 N/mm时的最大位移和驱动力。搭建试验台,环境温度22℃、电流6 A时,三种不同长度记忆合金丝均在0.5 s左右分别达到最大位移1.8、2.1、2.5 mm,对应驱动力为58.4、61、80 N;与仿真结果相比,位移和驱动力误差均在10%以内;断电自然冷却响应时间为5 s,总响应时间5.5 s。结果表明,采用形状记忆合金线性力马达驱动频响0.2 Hz以下的液压阀具有可行性。 展开更多
关键词 形状记忆合金 热力学 响应时间 位移 驱动力
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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 被引量:1
16
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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形状记忆合金驱动的外骨骼设计与控制研究 被引量:1
17
作者 李忠凯 张佳琦 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第3期109-113,共5页
受限于驱动原理,主动外骨骼机器人体积大、结构复杂;被动外骨骼机器人助力能力较弱、不能主动调节功率密度与时间的匹配关系。针对上述问题,提出基于形状记忆合金丝(SMA)的半主动式踝关节外骨骼机器人。首先,分析人体步态进行过程中的... 受限于驱动原理,主动外骨骼机器人体积大、结构复杂;被动外骨骼机器人助力能力较弱、不能主动调节功率密度与时间的匹配关系。针对上述问题,提出基于形状记忆合金丝(SMA)的半主动式踝关节外骨骼机器人。首先,分析人体步态进行过程中的力和位移,确定设计参数;然后,对踝关节外骨骼机器人的整体与核心驱动源进行设计,构建基于形状记忆合金的半主动式踝关节外骨骼机器人,重约314 g,踝关节旋转15°;最后,通过实验研究,验证本外骨骼机器人能够储能1150 J,为踝关节提供有效助力。 展开更多
关键词 形状记忆合金 踝关节外骨骼机器人 开环控制 半主动外骨骼机器人
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轧制+电脉冲耦合处理协同提升Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)高温形状记忆合金塑性与超弹性机制研究
18
作者 殷海琛 黄金城 +3 位作者 张欣 王广春 刘闪 李建辉 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期93-101,共9页
为提高高温形状记忆合金的力学性能和功能稳定性,以Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金为研究对象,提出了一种轧制+电脉冲耦合处理技术。通过差示扫描量热仪、透射电子显微镜、力学性能和超弹性测试,探究了孪晶马氏体与位错增殖机制下脉冲... 为提高高温形状记忆合金的力学性能和功能稳定性,以Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金为研究对象,提出了一种轧制+电脉冲耦合处理技术。通过差示扫描量热仪、透射电子显微镜、力学性能和超弹性测试,探究了孪晶马氏体与位错增殖机制下脉冲电流热效应和非热效应诱发的Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金塑性和超弹性协同提升的微观机制。结果表明:轧制+电脉冲耦合处理是一种协同提升Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金塑性和超弹性的有效技术手段,最优工艺参数为:50%轧制变形配合50μs/250 Hz电脉冲处理,最优脉冲电流的作用温度为550℃。与铸态Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金相比,经过轧制+电脉冲耦合处理的合金塑性提高50%,超弹性及其稳定性得到显著提高;塑性和超弹性的协同提升主要归因于脉冲电流对轧制态Ni_(50.3)Ti_(29.7)Hf_(20)合金缺陷的靶向作用和对微观组织的均质作用。 展开更多
关键词 高温形状记忆合金 电脉冲处理 微观组织 塑性 超弹性
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电弧增材制造NiTi形状记忆合金研究进展
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作者 李仲瀚 刘高飞 +2 位作者 李诗翰 王协彬 郝世杰 《材料工程》 北大核心 2025年第5期103-118,共16页
NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)因其独特的超弹性和形状记忆效应得到了广泛应用。然而,传统制造方法难以制备复杂形状和精确调控微观组织的NiTi合金。电弧增材制造(WAAM)技术因其逐层沉积的特点,为NiTi合金的制备提供了新... NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)因其独特的超弹性和形状记忆效应得到了广泛应用。然而,传统制造方法难以制备复杂形状和精确调控微观组织的NiTi合金。电弧增材制造(WAAM)技术因其逐层沉积的特点,为NiTi合金的制备提供了新的解决方案。本文综述了电弧增材制造NiTi形状记忆合金的研究进展,着重探讨了工艺参数对其微观组织、相变行为及力学性能的影响。分析了不同电弧工艺(如熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊和冷金属过渡)在制备NiTi合金时的优缺点,并总结了电弧增材制造技术在成型质量、相变温度调控和力学性能方面的最新成果。重点探讨了电弧增材制造逐层沉积过程中,由高热输入、低冷却速率和重复热循环导致的显著微观结构不均匀性和氧化问题,这对力学性能及超弹性表现产生了不利影响。针对该问题,提出了通过工艺优化、主动冷却、引入第三元素及热处理等手段来改善材料均匀性的策略。此外,本文还讨论了NiTi合金与其他金属的异质结构设计,指出电弧增材制造制备多材料复合结构在高性能器件中的潜力。尽管电弧增材制造在制备复杂形状和多材料结构方面具有优势,但仍面临氧化、元素蒸发及层间结合性差等问题。未来研究需聚焦于热处理优化与微观组织调控,开发新型多金属复合材料,探索提高界面结合性和抗氧化能力的创新手段,以进一步提高NiTi合金的性能并扩大其应用领域。 展开更多
关键词 NITI形状记忆合金 电弧增材制造 微观组织 功能特性 异质结构
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7×7构型NiTi形状记忆合金绞线超弹性试验研究
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作者 周玉浩 连鸣 +1 位作者 苏明周 王颜凯 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期213-227,共15页
重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金(SMA)绞线的力学性能,主要关注其回复能力和耗能能力.分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚... 重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金(SMA)绞线的力学性能,主要关注其回复能力和耗能能力.分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚度的影响.此外,通过单调拉伸试验比较了SMA绞线与SMA丝材的抗拉强度和极限应变.结果表明,经过400℃下退火10 min后,SMA绞线具有出色的超弹性性能,应变回复率达到91.7%.在恒定应变幅值加卸载训练下,SMA绞线的力学性能逐渐趋于稳定,应在工程应用中予以考虑;通过预训练的方式可以显著提高SMA绞线的回复能力,未经热处理和退火10 min的试件在预训练后残余应变分别降低了47%和41%;当加载速率大于5×10^(-4)s^(-1)后,SMA绞线的滞回环形态对加载速率的变化不敏感;与SMA丝材相比,SMA绞线具有更好的延性和鲁棒性,适用于在大变形情况下提供足够的恢复力;试验结果为SMA绞线的工程应用提供了试验数据支持. 展开更多
关键词 形状记忆合金绞线 超弹性 热处理方案 预训练 力学性能
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