形狀記憶合金在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的減震研究.pdf

1、形狀記憶合金（Shape Memory Alloy，簡稱SMA）是一種具有形狀記憶效應(yīng)（SME）和超彈性（SE）的智能材料。將它安裝在結(jié)構(gòu)中，可以起到耗能減震的效果。本文采用ABAQUS有限元軟件，對形狀記憶合金的力學(xué)性能進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬，將形狀記憶合金以不同的方式布置在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中，研究它對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響。
　　根據(jù)經(jīng)典的形狀記憶合金本構(gòu)理論，總結(jié)形狀記憶合金加載卸載過程應(yīng)力應(yīng)變曲線的一般形式，并編寫形狀記憶合金應(yīng)力

2、應(yīng)變曲線的Matlab計(jì)算程序，討論形狀記憶合金各個(gè)材料參數(shù)與應(yīng)力應(yīng)變曲線的對應(yīng)關(guān)系。然后在ABAQUS中實(shí)現(xiàn)形狀記憶合金的模擬，并建立仿真試件模型，驗(yàn)證形狀記憶合金的模擬效果。結(jié)果表明，ABAQUS能夠很好地模擬形狀記憶合金的超彈性、形狀記憶效應(yīng)、雙程記憶效應(yīng)等特殊的力學(xué)性能，模擬所得應(yīng)力應(yīng)變曲線與文獻(xiàn)中試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。
　　在ABAQUS中建立一個(gè)周邊支承的正放四角錐網(wǎng)架模型，將前文所得到的形狀記憶合金材料本構(gòu)模型以下弦拉索

3、和柱間拉索兩種方式，添加到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中。激勵(lì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的自由振動，對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上弦中點(diǎn)的自由振動時(shí)程曲線進(jìn)行分析。結(jié)果表明，即使有限元模型沒有設(shè)定阻尼，其振動幅值也發(fā)生了明顯的衰減，說明了形狀記憶合金對結(jié)構(gòu)具有很好的阻尼耗能作用。改變形狀記憶合金的布置參數(shù)，對其阻尼效果進(jìn)行比較。結(jié)果表明，適當(dāng)增大形狀記憶合金的截面積、減小形狀記憶合金的預(yù)應(yīng)力、縮短形狀記憶合金的有效長度可增強(qiáng)形狀記憶合金的阻尼耗能效果，形狀記憶合金拉索的布置角度不同，對其阻尼