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超弹性SMA带肋筋增强ECC梁抗弯性能试验
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作者 钱辉 李韩羽 +2 位作者 王翔宇 赵徽 师亦飞 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期202-212,262,共12页
研究加工出一种超弹性Ni-Ti SMA带肋筋,以解决传统光圆形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)棒材与混凝土基材黏结性能不足的问题。试验设计制作了一根超弹性带肋SMA筋增强工程水泥基复合材料(engineered cementitious composite,ECC)... 研究加工出一种超弹性Ni-Ti SMA带肋筋,以解决传统光圆形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)棒材与混凝土基材黏结性能不足的问题。试验设计制作了一根超弹性带肋SMA筋增强工程水泥基复合材料(engineered cementitious composite,ECC)梁及4根对照组矩形截面适筋梁,应用数字图像相关技术进行同步观测采集,计算分析梁的表面裂缝发展情况。对梁进行四点弯曲低周单向循环加载试验,以研究受弯梁的各项力学性能。研究结果表明:经时效热处理后的带肋SMA筋与光圆SMA筋相比超弹性滞回效应相似,且超弹性性能有所提升;与其他试验梁相比,带肋SMA筋增强ECC梁的变形延性、极限承载力、自复位能力和裂缝控制能力均得到显著提升;所有梁在整个加载过程中未出现受拉纵筋滑移和断裂现象,受拉纵筋与混凝土协同工作性能良好。基于材料一维本构模型和具体假设的基础上,推导并建立了所研究复合梁的承载力简化计算模型,并有效验证了其准确性。 展开更多
关键词 带肋形状记忆合金(sma)筋 适筋梁 裂缝发展 自复位 协同工作
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PVDF基薄膜复合SMA片式弯曲驱动器
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作者 钱国明 朱孔军 +3 位作者 吉爱红 刘超 杨立佣 黄卫清 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期487-495,共9页
形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)作为智能驱动材料之一,因具有变形量大、变形方向自由度大且变形可短时急剧发生等特点得以广泛开发应用。目前关于SMA的应用主要围绕其形状记忆特性与伪弹性特性,且皆与温度直接相关,但较低的响应... 形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)作为智能驱动材料之一,因具有变形量大、变形方向自由度大且变形可短时急剧发生等特点得以广泛开发应用。目前关于SMA的应用主要围绕其形状记忆特性与伪弹性特性,且皆与温度直接相关,但较低的响应频率限制了其适用范围。基于此,本文在聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)中引入锆酸铅钡(Pb0.8Ba0.2ZrO3,PBZ)纳米陶瓷纤维,采用溶液流延法将其涂覆于NiTi片表面制备PBZ/PVDF@SMA片式复合弯曲驱动器,室温下通过PBZ/PVDF薄膜的电卡效应加热及冷却SMA片式弯曲驱动器,并与传统电流加热与自然冷却SMA方式作对比,旨在缩短SMA片式弯曲驱动器循环周期,同时获得较高的位移输出,通过仿真模拟揭示PBZ/PVDF复合薄膜加热与冷却SMA片式弯曲驱动器过程。 展开更多
关键词 形状记忆合金 薄膜 复合弯曲驱动器 循环周期 位移输出
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嵌入式SMA-CFRP复合板材加固RC梁有限元模拟及理论分析 被引量:1
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作者 余洁 陈星宇 +3 位作者 王宇航 余周 沈琪雯 薛尚铃 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期92-102,共11页
为研究碳纤维复合材料(CFRP)与形状记忆合金(SMA)采用内嵌(NSM)和外贴(EB)等不同加固方式组合加固钢筋混凝土(RC)梁后的抗弯性能,通过有限元软件ABAQUS创建有效的SMA以及CFRP加固RC梁模型,对其加固性能进行分析,研究了不同SMA直径与数... 为研究碳纤维复合材料(CFRP)与形状记忆合金(SMA)采用内嵌(NSM)和外贴(EB)等不同加固方式组合加固钢筋混凝土(RC)梁后的抗弯性能,通过有限元软件ABAQUS创建有效的SMA以及CFRP加固RC梁模型,对其加固性能进行分析,研究了不同SMA直径与数量对钢筋混凝土梁加固效果的响应;建立了嵌入式SMA加固RC梁的有限元模型,并基于有限元模拟结果推导加固梁的抗弯承载力计算公式。结果表明:提升SMA直径对试验梁加固效果有积极影响,加固梁开裂荷载提升了33%~133%,极限承载力提升了8%~31%;嵌入式SMA-CFRP复合板材加固梁能很大程度提升加固效果,极限承载力提升了92.7%,开裂荷载增长31.9%,屈服荷载增长33.3%;与外贴加固相比,嵌入式复合板材可以有效延缓端部剥离破坏,使加固材料充分发挥强度;提出的组合加固梁抗弯承载力计算公式的理论计算结果与有限元模型结果吻合良好,可为后续相关研究提供参考。 展开更多
关键词 结构加固 形状记忆合金 有限元分析 碳纤维板材 抗弯性能 钢筋混凝土梁
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Passive smart self-repairing concrete beams by using shape memory alloy wires and fibers containing adhesives 被引量:6
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作者 匡亚川 欧进萍 《Journal of Central South University of Technology》 EI 2008年第3期411-417,共7页
An innovative approach to increase structural survivability of concrete and maintain structural durability of concrete was developed in case of earthquakes and typhoons. This approach takes advantage of the superelast... An innovative approach to increase structural survivability of concrete and maintain structural durability of concrete was developed in case of earthquakes and typhoons. This approach takes advantage of the superelastic effect of shape memory alloy(SMA) and the cohering characteristic of repairing adhesive. These SMA wires and brittle fibers containing adhesives were embedded into concrete beams during concrete casting to form smart reinforced concrete beams. The self-repairing capacity of smart concrete beams was investigated by three-point bending tests. The experimental results show that SMA wires add self-restoration capacity,the concrete beams recover almost completely after incurring an extremely large deflection and the cracks are closed almost completely by the recovery forces of SMA wires. The number or areas of SMA wires has no influence on the tendency of deformation during loading and the tendency of reversion by the superelasticity. The adhesives released from the broken-open fibers fill voids and cracks. The repaired damage enables continued function and prevents further degradation. 展开更多
关键词 self-repairing concrete shape memory alloy SUPERELASTICITY repairing fiber repairing adhesive
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Role of Ag addition on microstructure,mechanical properties,corrosion behavior and biocompatibility of porous Ti-30 at%Ta shape memory alloys 被引量:4
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作者 Mustafa Khaleel IBRAHIM Safaa Najah SAUD +1 位作者 Esah HAMZAH Engku Mohamad NAZIM 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第11期3175-3187,共13页
In the present study,the thermal,mechanical,and biological properties of xAg/Ti-30Ta(x=0,0.41,0.82 and 2.48 at%)shape memory alloys(SMAs)were investigated.The study was conducted using optical and scanning electron mi... In the present study,the thermal,mechanical,and biological properties of xAg/Ti-30Ta(x=0,0.41,0.82 and 2.48 at%)shape memory alloys(SMAs)were investigated.The study was conducted using optical and scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffractometry(XRD),compression test,and shape memory testing.The xAg/Ti-Ta was made using a powder metallurgy technique and microwave-sintering process.The results revealed that the addition of Ag has a significant effect on the pore size and shape,whereas the smallest pore size of 11μm was found with the addition of 0.41 at%along with a relative density of 72%.The fracture stress and strain increased with the addition of Ag,reaching the minimum values around 0.41 at%Ag.Therefore,this composition showed the maximum stress and strain at fracture region.Moreover,0.82 Ag/Ti-Ta shows more excellent corrosion resistance and biocompatibility than other percentages,obtaining almost the same behaviour of the pure Ti and Ti-6Al-4V alloys,which can be recommended for their promising and potential response for biomaterial applications. 展开更多
关键词 porous xAg/Ti-Ta shape memory alloys(smas) microwave sintering process microstructure characteristics mechanical properties and corrosion behavior bioactivity
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NiTi-SMA丝/环氧树脂界面黏结性能试验与数值模拟
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作者 卢春玲 甘潇 +2 位作者 杜诗远 王强 朱万旭 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第7期10-18,70,共10页
研究了各因素对镍钛形状记忆合金(NiTi-SMA)丝/环氧树脂界面黏结性能的影响。首先通过SMA丝拔出试验测定SMA丝/环氧树脂界面的黏结强度,重点探究胶结剂种类、SMA丝黏结长度与预应变水平对界面破坏模式以及黏结强度的影响;然后基于内聚... 研究了各因素对镍钛形状记忆合金(NiTi-SMA)丝/环氧树脂界面黏结性能的影响。首先通过SMA丝拔出试验测定SMA丝/环氧树脂界面的黏结强度,重点探究胶结剂种类、SMA丝黏结长度与预应变水平对界面破坏模式以及黏结强度的影响;然后基于内聚力模型对界面力学行为进行数值模拟,进一步分析SMA丝拔出过程的剪应力分布;最后根据试验结果建立荷载-滑移本构模型。结果表明:Sikadur-330 CN和Lica-102的破坏模式均为SMA丝/环氧树脂界面黏结破坏,且有效黏结长度处于2.0~3.0 cm之间。黏结性能最佳的是Sikadur-330 CN环氧浸渍树脂,其黏结强度约为另一胶体黏结强度的1.20~1.42倍。SMA丝预应变水平为12%时的黏结强度是其他预应变水平黏结强度的1.37~3.16倍。建立的荷载-滑移本构模型能够较好地模拟SMA丝/环氧树脂界面的力学行为。本研究可为FRP/SMA复合材料的设计制备以及实际工程应用提供一定的理论支撑。 展开更多
关键词 形状记忆合金 环氧树脂 界面黏结强度 数值模拟 本构模型
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SMAF-FRCC抗折性能及循环加载性能研究
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作者 徐龙飞 刘世玺 +1 位作者 李艳杰 杨令强 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第7期2378-2387,共10页
将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)以随机分布的方式添加到改性聚丙烯(PP)纤维增强水泥基复合材料(FRCC)混合料中,制成具有自定心的形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料(SMAF-FRCC)复合梁试件。本文研究了SMAF的直径、掺量和长度对SMAF-F... 将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)以随机分布的方式添加到改性聚丙烯(PP)纤维增强水泥基复合材料(FRCC)混合料中,制成具有自定心的形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料(SMAF-FRCC)复合梁试件。本文研究了SMAF的直径、掺量和长度对SMAF-FRCC复合梁试件抗折强度、自定心性能、耗能能力等性能的影响。结果表明,添加SMAF可明显提高SMAF-FRCC复合梁试件的抗折强度、自定心性能和耗能能力,增强材料的延性和韧性。其中当SMAF的长度为25 mm、掺量为0.50%(体积分数)时,试件抗折强度最高,与对照组相比提升了21.84%;当SMAF的长度为20 mm、掺量为0.75%(体积分数)时,试件自定心性能整体表现最佳,在循环加载抗折试验的最后一轮循环中,自定心比相比于对照组提高了19.57%。研究可为今后开发具有裂缝自修复、挠度自定心的SMAF-FRCC智能材料系统提供一定的试验依据。 展开更多
关键词 纤维增强水泥基复合材料 形状记忆合金纤维 超弹性 抗折强度 自定心 耗能
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带SMA杆-摩擦阻尼器的钢结构仿古建筑梁柱节点抗震性能研究
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作者 戚亮杰 曹懿 +2 位作者 袁振 薛建阳 刘孟达 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期207-217,共11页
为增强钢结构仿古建筑的震后快速修复能力,提出了一种适用于仿古建筑形制特点的形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)杆-摩擦阻尼器串联装置,通过对附加和不附加该串联装置的钢结构仿古建筑梁柱节点试件进行低周反复加载试验,对比分析... 为增强钢结构仿古建筑的震后快速修复能力,提出了一种适用于仿古建筑形制特点的形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)杆-摩擦阻尼器串联装置,通过对附加和不附加该串联装置的钢结构仿古建筑梁柱节点试件进行低周反复加载试验,对比分析了两种节点的破坏特征、荷载-位移曲线、刚度、滞回耗能与复位能力等。结果表明,当位移角不超过1.8%时,仅SMA杆被拉伸,随着加载位移继续增大,摩擦阻尼器和SMA杆共同作用。附加SMA杆-摩擦阻尼器串联装置可有效提升钢结构仿古建筑梁柱节点的抗震性能,极限承载力和累计耗能量相应提高了151.0%、86.0%,残余位移减小了27.0%,试件的损伤和变形主要发生在梁柱节点角钢处。建立了带SMA杆-摩擦阻尼器串联装置的钢结构仿古建筑梁柱节点的有限元模型并进行了参数分析,结果表明,节点的极限承载力随着摩擦阻尼器起滑力的增大而增加,随着轴压比的增大而降低,而SMA杆预紧力的影响较小可以忽略。 展开更多
关键词 钢结构仿古建筑 梁柱节点 摩擦阻尼器 形状记忆合金(sma)杆 抗震性能
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SMAF增强PP/PVA混杂纤维工程水泥基复合材料拉伸性能
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作者 范淋 杨曌 +1 位作者 祁小龙 邓方茜 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期811-820,共10页
将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替... 将超弹性形状记忆合金纤维(SMAF)掺入高延性工程水泥基复合材料(ECC)可制得兼具高延性及自恢复性能的新型复合材料SMAF增强ECC(SMAF-ECC)。制备ECC所用的聚乙烯醇(PVA)纤维原材料价格较高,本文采用价格相对低廉的聚丙烯(PP)纤维部分代替PVA纤维制备PP/PVA混杂纤维ECC;再掺入SMAF,制备出SMAF增强PP/PVA混杂纤维ECC,从而实现复合材料成本的降低。为探究该低成本SMAF-ECC是否仍然具备良好的力学性能,论文通过单轴拉伸试验研究不同SMAF掺量和直径下SMAF-ECC的拉伸性能。结果表明:SMAF掺量和直径对SMAF-ECC材料的拉伸性能影响显著;当SMAF直径为0.2 mm、掺量为0.2%(体积分数)时,SMAF-ECC试件拉伸性能最优,相较于ECC试件,SMAF-ECC试件的初裂应力增幅最高为16.79%,极限拉伸应力、应变分别提高了20.85%、2.87%。 展开更多
关键词 工程水泥基复合材料 聚丙烯纤维 形状记忆合金纤维 纤维增强 超弹性 拉伸性能
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Fe-SMA-变摩擦复摆隔震连续梁桥近断层下地震反应研究
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作者 尚继英 娄东旭 +2 位作者 韩建平 郁银泉 宋炳磊 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第3期180-190,共11页
针对传统摩擦复摆支座(double concave friction pendulum bearing,DCFPB)隔震桥梁在近断层地震中支座位移过大、自复位能力不足等问题,利用滑移面变摩擦方式和形状记忆合金的超弹性特性,研发了一种铁基形状记忆合金变摩擦复摆隔震支座(... 针对传统摩擦复摆支座(double concave friction pendulum bearing,DCFPB)隔震桥梁在近断层地震中支座位移过大、自复位能力不足等问题,利用滑移面变摩擦方式和形状记忆合金的超弹性特性,研发了一种铁基形状记忆合金变摩擦复摆隔震支座(iron-based shape memory alloy-double variable friction pendulum bearing,Fe-SMA-DVFPB)。利用理论分析和数值模拟的方法,构建了新型支座本构模型,确定了其等效分析模型。以实际工程为背景,分别设计了应用不同类型支座的隔震桥梁,并研究了其在近断层地震动作用下的抗震性能。研究表明:3种隔震结构在脉冲型地震作用下支座最大位移分别为非脉冲型地震作用下的2.1、1.63、1.47倍;相比DCFPB隔震桥梁,Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座位移最大减小量为38.9%(脉冲型)和13%(非脉冲型),残余位移最大减小量为93.5%(脉冲型)和83.1%(非脉冲型);应用Fe-SMA-DVFPB能更有效地控制支座位移与残余位移;Fe-SMA-DVFPB隔震桥梁支座位移与残余位移减小量明显大于墩底弯矩与墩底剪力增加量。Fe-SMA-DVFPB能够进一步提升桥梁的震后可恢复能力。 展开更多
关键词 铁基形状记忆合金 变摩擦复摆隔震支座 本构模型 分析模型 近断层地震作用 抗震性能
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Relationship between phase composition and corrosion resistance of Ni-Ti-Nb based shape memory alloys
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作者 董治中 刘文西 +1 位作者 贾 堤 王德法 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期118-120,共5页
The stability and microstructure of Ni Ti Nb based shape memory alloys were investigated after alloyed with elements Zr, Cr and V. In artificial seawater (3.5%NaCl) and physiological solution (5%NaCl+0.1%H 2O 2), the ... The stability and microstructure of Ni Ti Nb based shape memory alloys were investigated after alloyed with elements Zr, Cr and V. In artificial seawater (3.5%NaCl) and physiological solution (5%NaCl+0.1%H 2O 2), the results show that the alloying elements influence the corrosion behavior of Ni Ti Nb alloys. Generally, Zr improves the corrosion resistance of Ni Ti Nb alloy, Cr reduces its corrosion resistance and V does not change the property. In order to investigate the reason of the difference,the relation of the phase components and corrosion resistance of Ni Ti Nb based shape memory alloys were studied by element analysis and SEM. 展开更多
关键词 Ni Ti Nb corrosion resistance phase components shape memory alloy
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Damping performance of Cu-Zn-Al shape memory alloys in engineering structures
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作者 司乃潮 孙克庆 +1 位作者 孙少纯 刘海霞 《Journal of Central South University of Technology》 2004年第3期246-251,共6页
The stress strain curves of two CuZnAl shape memory alloys which have the martensitic transformation temperatures of 50 ℃ and -10 ℃ respectively, were measured by using electronic material tester after treated by di... The stress strain curves of two CuZnAl shape memory alloys which have the martensitic transformation temperatures of 50 ℃ and -10 ℃ respectively, were measured by using electronic material tester after treated by different heat-treatment conditions. The results show that the area enclosed by hysteresis loop of the CuZnAl shape memory alloy in martensitic state is much larger than that of the alloy in austenitic state with super-elasticity at room temperature. Therefore, the former has better vibration attenuation effect. After being oil-quenched, water-quenched, and step-quenched, the CuZnAl alloy takes on more stable shape memory effect,better super-plasticity and superelasticity (pseudoelasticity). A CuZnAl shape memory alloy damper was designed, produced and installed to a 2-layer frame structure. In addition, the vibration experiments were made by dynamic data collecting analysis meter. The velocity of vibration attenuation of frame structure with CuZnAl shape memory alloy damper is much faster than that without it. And with the help of CuZnAl shape memory alloy damper, the attenuation period reduces to 1/10 of the original. 展开更多
关键词 CuZnAl shape memory alloy heat treatment hysteretic property structure damping
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基于PI迟滞模型和蠕变算子的SMA驱动模型辨识与实验验证
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作者 张铖 路秋英 +2 位作者 谭峻然 王晓明 吴志刚 《功能材料》 北大核心 2025年第6期6229-6236,共8页
形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)因其驱动行程高、能量密度大、环境适应性强等独特优势,在智能结构、智能驱动领域内具有广阔发展前景。然而,SMA材料所固有的迟滞、蠕变等非线性特性会严重影响驱动效果和控制精度。为此,以SMA丝... 形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)因其驱动行程高、能量密度大、环境适应性强等独特优势,在智能结构、智能驱动领域内具有广阔发展前景。然而,SMA材料所固有的迟滞、蠕变等非线性特性会严重影响驱动效果和控制精度。为此,以SMA丝材驱动器为对象,开展基于PI迟滞模型和lg t蠕变算子的驱动模型辨识和实验验证。首先,基于Liang-Rogers本构方程构建了SMA丝材的理论模型,为模型辨识提供理论数据;然后采用Prandtl-Ishlinskii(PI)迟滞建模方法,构建了SMA迟滞特性模型;针对传统PI模型对奇对称、非凸迟滞特性拟合效果差的问题,在传统PI模型中引入lgt蠕变算子,以增加其拟合精度,并通过理论模型模拟数据验证了算法有效性;最后,搭建了SMA驱动测试实验平台,利用实验数据对建立的迟滞、蠕变驱动模型的在线辨识能力进行检验。结果表明,所提方法能够有效提升SMA驱动模型的辨识精度,可为提升SMA驱动精度和控制效果提供新的理论支撑。 展开更多
关键词 形状记忆合金 迟滞特性 PI迟滞模型 蠕变算子 Liang-Rogers本构模型
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Effect of texture on internal friction of Cu-Al-Mn based shape memory alloys
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作者 须藤祐司 OMORI Toshihiro +2 位作者 KOEDA Naoki KAINUMA Ryosuke ISHIDA Kiyohito 《材料与冶金学报》 CAS 2005年第2期91-91,共1页
Shape memory alloys (SMAs) are well-known as high damping materials. Recently,we have reported that the Cu-Al-Mn SMAs show a high internal friction as well as the other SMAs such as Ni-Ti, Cu-Zn-Al SMAs. Since the Cu-... Shape memory alloys (SMAs) are well-known as high damping materials. Recently,we have reported that the Cu-Al-Mn SMAs show a high internal friction as well as the other SMAs such as Ni-Ti, Cu-Zn-Al SMAs. Since the Cu-Al-Mn-based SMAs possess an excellent cold-workability, a strong recrystallization texture can be formed by thermomechanical treatment. The present authors demonstrated that the texture control is considerably effective for improving the SM properties and especially, in the Cu-Al-Mn-Ni SMAs with a strong {112}<110> recrystallization texture, a large pseudoelastic (PE) of about 7% can be obtained. Such a texture control is expected to enhance the damping capacity in the Cu-Al-Mn-based SMAs as well as PE. In this study, the effect of texture on the internal friction in Cu-Al-Mn and Cu-Al-Mn-Ni SMAs was investigated by tensile testing mode of Dynamic Mechanical Spectrometer (DMS). In sheet specimens with the {112}<110> texture, value of dynamic damping tanφ depends on the loading direction and an excellent damping capacity of tanφ= 0.1 can be obtained at the rolling direction in the martensite phase condition. Moreover, these Cu-Al-Mn-based SMAs show a high tensile strength over 600 MPa in the martensite phase. The present Cu-Al-Mn-based SMAs should have a great potential as the damping materials. 展开更多
关键词 Cu-Al-Mn系 形状记忆合金 内耗 结构
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新型砖石古塔结构SMA复合悬摆减震系统性能分析
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作者 杨涛 张阳 刘章锐 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第4期159-168,共10页
为了增强对砖石古塔的保护,提高悬摆阻尼器(suspension pendulum damper,SPD)的减震性能,通过在SPD中引入形状记忆合金(shape memory alloy,SMA),提出了一种新型SMA复合悬摆减震系统。该系统的主要特点是通过SMA的超弹性,高阻尼特性,放... 为了增强对砖石古塔的保护,提高悬摆阻尼器(suspension pendulum damper,SPD)的减震性能,通过在SPD中引入形状记忆合金(shape memory alloy,SMA),提出了一种新型SMA复合悬摆减震系统。该系统的主要特点是通过SMA的超弹性,高阻尼特性,放大SPD中摆锤产生的惯性力,从而提高减震系统的整体耗能能力。首先,通过随机等效线性化得到SMA的等效恢复力形式,并类比SPD的单自由度计算模型,推导出SMA复合悬摆减震系统的单自由度计算模型;接着,介绍了减震系统的构造及工作原理;研究了2种控制参数对该减震系统的影响规律;最后,将SPD与新型复合悬摆减震系统应用于砖石古塔,通过ABAQUS分析了结构引入减震系统后,在3种不同地震激励下的振动响应。研究结果表明:在不同地震动作用下,SMA复合悬摆减震系统相比SPD拥有更好的振动控制效果,具有较好的适用性。 展开更多
关键词 悬摆阻尼器 减震控制 形状记忆合金 单自由度结构 地震响应分析
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Martensitic transformation and shape memory effect in ausaged Fe-Ni-Si-based alloys
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作者 田中优树 HIMURO Yoshiyuki +2 位作者 SUTOU Yuji KAINUMA Ryosuke ISHIDA Kiyohito 《材料与冶金学报》 CAS 2005年第2期109-109,共1页
It is well known that the morphologies of the α’ martensite formed from the γ phase in ferrous alloys are classified into five types of lath, butterfly, (225)A type plate,lenticular and thin-plate. Among those α... It is well known that the morphologies of the α’ martensite formed from the γ phase in ferrous alloys are classified into five types of lath, butterfly, (225)A type plate,lenticular and thin-plate. Among those α’ martensites, only the thin-plate martensite,which is characterized by containing a high density of transformation twins, has a potential of exhibiting a perfect shape memory (SM) effect.Recently the present authors found in Fe-Ni-Si alloys that the thin-plate martensite is formed by the introduction of fine and coherent γ’-(Ni,Fe)3Si particles with a L12 ordered structure in the austenite matrix due to ausaging. In the present study, the SM properties of the ausaged Fe-Ni-Si alloys with the thin-plate martensite are investigated by a conventional bending-test. The effects of the addition of Co to the Fe-Ni-Si alloys on the martensitic transformation and the SM properties are also investigated. It is shown that while the ausaged Fe-Ni-Si ternary alloys exhibit an imperfect SM effect due to reverse transformation from stress-induced thin-plate martensite to austenite, the SM properties are improved by the addition of Co. An almost perfect SM effect is confirmed in the Fe-Ni-Si-Co alloys by heating to 1 100 ℃ after deformation at -196 ℃. 展开更多
关键词 Fe-Ni-Si基奥氏体时效合金 马氏体相变 形状记忆效应 薄钢板
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Fe-SMA主动加固钢桥面横隔板弧形切口疲劳裂纹实桥应用研究 被引量:2
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作者 姜旭 吕志林 +1 位作者 强旭红 王亚飞 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期54-60,共7页
为确定铁基形状记忆合金(Fe-SMA)主动加固正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳裂纹的可行性,以某在役钢箱梁斜拉桥为背景进行实桥加固研究。根据现场横隔板弧形切口的开裂特征,在对裂纹钻孔止裂的基础上,提出利用Fe-SMA材料对横隔板弧... 为确定铁基形状记忆合金(Fe-SMA)主动加固正交异性钢桥面板横隔板弧形切口疲劳裂纹的可行性,以某在役钢箱梁斜拉桥为背景进行实桥加固研究。根据现场横隔板弧形切口的开裂特征,在对裂纹钻孔止裂的基础上,提出利用Fe-SMA材料对横隔板弧形切口裂纹进行粘贴加固的方案,并进行加固施工。通过现场测试得到Fe-SMA板条热激活过程的应变和温度变化,分析Fe-SMA板条和钢板之间的相互作用及加固机理。结果表明:粘贴Fe-SMA板利用Fe-SMA热驱动形状记忆效应可有效便捷地为结构施加预压应力,实现对受损部位的主动加固;经过Fe-SMA联合止裂孔修复后,热驱动作用下的Fe-SMA可以产生200~240 MPa的预拉应力,并在钢板止裂孔边缘施加43~90 MPa的压应力,可有效阻止裂纹进一步扩展;加固体系在加热激活过程完好可靠,当控制一侧加热区域中部温度为200℃时,热传导作用下非加热区域中部的温度为60℃以下,而背面总体温度基本在90℃以下。 展开更多
关键词 桥梁工程 正交异性钢桥面板 横隔板 弧形切口 裂纹修复 形状记忆合金 主动加固
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基于Arduino的SMA丝材智能修复损伤钢筋混凝土梁试验研究 被引量:2
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作者 何初生 王文炜 +1 位作者 姜进科 张吴桐 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期61-67,共7页
为修复钢筋混凝土梁在使用阶段中由于材料老化、裂缝开展等原因造成的损伤,提出一种基于Arduino智能平台和形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA,具有形状记忆效应和超弹性特性)的智能修复控制系统,根据挠度及裂缝控制原理,设计智能修... 为修复钢筋混凝土梁在使用阶段中由于材料老化、裂缝开展等原因造成的损伤,提出一种基于Arduino智能平台和形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA,具有形状记忆效应和超弹性特性)的智能修复控制系统,根据挠度及裂缝控制原理,设计智能修复控制装置。该装置由输入模块、处理模块和输出模块组成,当检测到钢筋应变超过限值时,输出模块升高SMA丝材温度对梁体进行修复。为验证该智能修复装置的修复性能,设计对比梁A(无修复装置)与试验梁B(加装智能修复控制装置),在加载过程中对试验梁B进行3次修复,对2根梁的跨中挠度、钢筋应变及裂缝宽度等进行对比分析。结果表明:破坏时试验梁B的跨中挠度、裂缝宽度均小于对比梁A,并且在3次修复中试验梁B的跨中挠度、裂缝宽度和钢筋应变最大回复率分别为31.0%、47.0%和71.5%。说明该智能修复控制装置可以监测试验梁受损情况并激发SMA材料对试验梁实施修复,实现钢筋混凝土梁的智能修复。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 形状记忆合金 智能修复控制系统 回复性 跨中挠度 钢筋应变 模型试验
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预应力Fe-SMA主动加固混凝土柱的轴压试验研究
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作者 强旭红 田伟潇 +2 位作者 张德林 姜旭 徐春丽 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4519-4531,共13页
为研究混凝土柱等竖向构件的主动加固方法,制作9个素混凝土柱试件和4个钢筋混凝土柱试件,使用国产铁基形状记忆合金(Fe-based shape memory alloy,Fe-SMA)条带对混凝土柱进行预应力主动加固,通过轴压试验研究不同影响因素对于混凝土柱... 为研究混凝土柱等竖向构件的主动加固方法,制作9个素混凝土柱试件和4个钢筋混凝土柱试件,使用国产铁基形状记忆合金(Fe-based shape memory alloy,Fe-SMA)条带对混凝土柱进行预应力主动加固,通过轴压试验研究不同影响因素对于混凝土柱轴压性能的提升效果。研究结果表明:Fe-SMA条带的加固效果显著,能够提升混凝土柱的力学性能,可显著提高混凝土柱的轴向承载力、极限位移、延性,增加Fe-SMA条带数量且对条带进行加热激活后,加固效果更为显著。本文提出的主动加固方法适用于混凝土柱等竖向构件的日常维护加固与防灾韧性提升。 展开更多
关键词 混凝土柱 主动加固 铁基形状记忆合金 轴压试验 力学性能
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Constitutive behavior of Ni-Ti shape memory alloy under hot compression 被引量:5
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作者 江树勇 张艳秋 +2 位作者 赵亚楠 唐明 易文林 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第1期24-29,共6页
Constitutive behavior of nickel-titanium shape memory alloy (Ni-Ti SMA) under hot deformation was investigated by means of the compression tests and the linear fitting method. Based on the true stres-strain curves o... Constitutive behavior of nickel-titanium shape memory alloy (Ni-Ti SMA) under hot deformation was investigated by means of the compression tests and the linear fitting method. Based on the true stres-strain curves of Ni-Ti SMA under compression at the strain rates of 0.001-1 s land at the temperatures ranging from 600 to 1 000 ℃, the constitutive equation of Ni-Ti SMA with respect to the Zener-Hollomon parameter was established according to the high stress level and the low stress level at various temperatures so as to more accurately describe the deformation behavior of Ni-Ti SMA during hot working. Dynamic recovery and dynamic recrystallization of Ni-Ti SMA occur under hot compression, which lays the theoretical foundation for understanding the constitutive behavior of Ni-Ti SMA. 展开更多
关键词 Ni-Ti alloy shape memory alloy constitutive behavior microstructural evolution hot deformation
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