SMA与SMA阻尼器超弹性阻尼特性的初步试验研究.pdfVIP

第六骚全国结构减震控利学术戮讨会论文祭 SMA和SMA阻尼器超弹性阻尼特性的初步试验研究 王风华，黄襄云，高强 (广州大学工程抗震研究中心，广东广州510405) 【攮要l本文遴过试验研究了潺度、燕载频率、镳琢次数、试验标躐，藏如颈残力等医豢对SMA和～耪CT形 SMA辍恧器兹影嫡，研究绥莱表暖，剩溺SMA熬越弹性疆趸特性冒渡骚翩赉鼗好懿耗能减震装置，在土本工 程的抗震加固方面有较好的威用前景． f关键词】形状记忆含金；超弹性；形状记忆合金阻尼器l试验；抗震加固 1前言 SMA(形状记忆合金)作为智能材料之一，最早广泛应用予航空航天、机器人、医疗等梢密尖端领 域、近车来，随着材料加工技术帮工监化生产能力豹提高，SMA在±术工程的抗震加固方面的的研究与 应用也有了较快的发展．SMA材料具有良好的物理力学性能，特别是形状记忆效应、相变伪弹性性能和 枣电毽筹特性，其孛超弹挂特性是一稃特殊匏滞邂耗裁性戆，掇攥这个特性霹戬珊制窭性缝鼗好懿疆尼 器，弥补现有的常规阻尼器的一些不足．1972年，形状记忆含金首次被提出应用予建筑结构的振动控制 技术中，魏后开展了各种形状记忆合金隧尼器盼大慧研究工佟特别是形状记忆合金在结构抗震加固孛的 应用研究． 本文通过试验研究了温度、加载频攀、循环次数、试验标距、施加预应力等因索对SMA材料和一种 CT形瓢重A超弹性阻尼器豹阻尼性能的影喃，研究结聚表明，利用s氛敬匏超弹性阻尼特性可戳研铡出性能 良好的耗能减震装置，在土术工程的抗箴加固方面有较好的应用前景． 2形状记忆合金的超弹性阻尼抒睦 弹性是指当SMA温度超过舆氏体相变完成温度～，加载应力超过弹性极限，即产生非弹性应变后， 继续麓载将产生应力诱发的马氏体相交，但这种骂氏体随着波力的清失褥消失，帮使不加热也会产生马 氏体逆相变而恢复到原来母相(奥氏体榴)状态，成力作用下产生的宏观变形也将随着逆相变的进行而 完全湾失。这样，在趣载与鞠载懿疆环巾，疲力一应交蘸线将澎戒一个完整鳇迟涝琢，如图l所示，这些 表明SMA材料可以提供优越的消能性能。进一步的研究表明，相交迟滞环的大小和形状与温度、加载频 率、循环次数、试件标距等因素密切相关，研究这些因素对S凇毒孝辩和s凇超弹性阻尼器性熊的影响， 对SMA超弹性阻尼器在土木工程的抗震加固中的应孀具有重要的意义11q。 l髓 第六届全国结构减震控制学术研讨会论文集 E搜● 图1超弹性示意 3形状记忆合金材料超弹性阻尼性能的试验分析 3．1试验样品的选择和试验装置 果由计算机自动采集。 3．2试验结果分析 3．2．1试件标距对形状记忆合金超弹性阻尼性能的影响 图2为试验温度为30’C，应交幅值为6％。标距分别为100ram，150mm的形状记忆合金丝的滞回曲线。 从图上可以看出，形状记忆合金的超弹性和标距有关，当标距增加的时候，形状记忆合金的迟滞环上移， 迟滞环形状基本保持不变，超弹性阻尼性能减小．这是因为合金丝的有效长度越短，产生的有效应变越 大，相变发展得越充分，从而使耗能能力增加． 图2试件标距的影响 3．2．2试验温度对形状记忆合金超弹性阻尼性能的影响 温度对形状记忆合金超弹性阻尼性能的影响不能忽略。图3为标距为150ram，加载频率为30mm／min， 应变幅值为6％的形状记忆合金分别在温度为30‘C、40’C、50’C时的滞回曲线。从图上可以看出，随着 试验温度的升高，整个迟滞环上移，迟滞环形状也变得狭长，超弹性有所下降。 105 第六鼹全国结稳减震控铡学术磺讨会论文袋 图3试验温度的影响 3。2．3应变幅值对形状记忆合金超弹性阻尼性缝的影响 5％、6N、7N、8％的形状记忆合金迟滞环。从图中可以看出，形状记忆合金的超弹性性能明显与应交 幄篷存关，箍着巍交揠篷戆增翔，运澎环交宽，单位循嚣耗戆增大。