TiNi形狀記憶合金及其環(huán)阻尼器的阻尼性能研究.pdf

1、為充分發(fā)揮SMA的高阻尼特性，制作高性能的新型阻尼器，本文研究了熱處理、加載條件和預(yù)應(yīng)變對SMA的遲滯耗能性能的影響規(guī)律以及其遲滯耗能性能與振動響應(yīng)特性的基本關(guān)系，在此基礎(chǔ)上研制了新型單、雙面TiNi SMA環(huán)阻尼器，并對其阻尼性能進(jìn)行了研究。 實(shí)驗(yàn)研究所確定的熱處理制度，可使富鎳TiNi SMA(成分為Ti-50.9at％Ni)獲得飽滿的遲滯環(huán)。通過SMA的循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)，以及SMA絲材、載荷和附加彈簧組成的單自由度系統(tǒng)中SMA

2、振動響應(yīng)特性的理論分析發(fā)現(xiàn)，選擇恰當(dāng)?shù)膽?yīng)變幅值和預(yù)應(yīng)變量，優(yōu)化阻尼器中SMA的遲滯環(huán)形狀均有利于充分利用SMA的高阻尼性能，但附加彈簧抑制SMA高阻尼性能的發(fā)揮。 在循環(huán)載荷作用下無約束時TiNi SMA環(huán)難以消耗能量，阻尼性能差，且承載能力低，但是將其應(yīng)用于阻尼器中，由于擋板對合金環(huán)的約束作用改變了環(huán)內(nèi)的應(yīng)力大小和分布，單面TiNi SMA環(huán)阻尼器不僅具有較好的阻尼性能，且承載能力和抗過載能力高。 單面TiNi SMA

3、環(huán)阻尼器的靜態(tài)阻尼性能與合金環(huán)層數(shù)、橫向預(yù)變形以及位移幅值密切相關(guān)，增加合金環(huán)層數(shù)能夠提高其承載能力和循環(huán)載荷作用下的能耗，但阻尼性能未改善；單層環(huán)、小位移時，適當(dāng)?shù)臋M向預(yù)變形能在一定程度上改善其阻尼性能，但隨著位移幅值和合金環(huán)層數(shù)的增加，橫向預(yù)變形對其阻尼性能的影響逐漸趨于不利；增加位移幅值不僅能提高其阻尼性能，且會改變遲滯環(huán)形狀，大位移時遲滯環(huán)為三角形，能夠使SMA在單面TiNi SMA環(huán)阻尼器中充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。 對單面

4、TiNi SMA環(huán)阻尼器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，研制出了雙面環(huán)阻尼器，通過振動臺實(shí)驗(yàn)測試了其振動響應(yīng)特性，發(fā)現(xiàn)雙面環(huán)阻尼器具有較復(fù)雜的振動響應(yīng)變化規(guī)律，不同于單自由度系統(tǒng)。加入馬氏體態(tài)SMA環(huán)可提高低頻段(0～8Hz)的減振能力，并且小載荷作用下多層環(huán)夾有馬氏體態(tài)SMA環(huán)或大載荷作用下SMA環(huán)全為奧氏體態(tài)時，雙面TiNi SMA環(huán)阻尼器在0～40Hz整個測試頻率范圍內(nèi)具有良好的振動響應(yīng)特性，可充分發(fā)揮SMA的高阻尼特性，另外，增加合金環(huán)層數(shù)和縱