SMA復合結(jié)構(gòu)的熱粘彈性分析及SMA的偽彈行為研究.pdf

1、該論文研究工作分為兩大部分:(1)在考慮復合材料基體粘彈效應(yīng)的基礎(chǔ)上,研究利用SMA的形狀記憶效應(yīng)控制聚合物一類的材料結(jié)構(gòu)的變形問題;(2)研究動態(tài)加載環(huán)境中SMA的偽彈行為的描述及SMA的偽彈阻尼特性在土木結(jié)構(gòu)被動控制中應(yīng)用的可行性問題.在第一部分工作中,首先從理論上分析了利用SMA控制一維聚合物桿的拉/壓變形問題.作為初步探索性研究,這里將聚合物桿當作粘彈性材料處理,重點討論了聚合物材料的粘彈性材料性質(zhì)對SMA作動性能的影響.然后,

2、在考慮復合材料基體熱粘彈效應(yīng)的基礎(chǔ)上,利用經(jīng)典梁/板理論和有限元法建立了SMA混雜復合材料結(jié)構(gòu)小撓度彎曲的熱機平衡方程,并通過數(shù)值算例討論了SMA增強復合材料層合板中SMA絲對復合材料層合板彎曲撓度的控制規(guī)律.其次,采用在環(huán)氧樹脂基體中預埋聚四氟乙烯套管,后穿入SMA絲的方式嘗試制備了100℃高溫固化環(huán)氧基SMA混雜梁,并對環(huán)氧樹脂的粘彈性材料性質(zhì)及SMA混雜梁的彎曲性能進行了測試.最后,在對SMA環(huán)氧梁小撓度彎曲的理論與實驗研究基礎(chǔ)上

3、,繼續(xù)采用熱粘彈性理論和有限元法研究了SMA混雜梁的中等大撓度彎曲變形問題.在第二部分研究工作中,首先基于SMA本構(gòu)模型當前的研究現(xiàn)狀,在充分分析文獻中關(guān)于動態(tài)加載條件下SMA的偽彈行為的實驗研究的基礎(chǔ)上,按照經(jīng)驗的方法對Brinson-SMA本構(gòu)模型進行了簡單的修正,用以考慮加載頻率對SMA偽彈行為的影響.利用該修正的Brinson本構(gòu)模型,采用循環(huán)應(yīng)變控制加載的方式對不同加載頻率、不同靜態(tài)應(yīng)變偏移量、不同動態(tài)應(yīng)變幅及不同溫度下SMA