多种因素影响下的超弹性SMA丝材力学性能

通过对常温下1 mm直径的形状记忆合金(SMA)丝材进行循环加载次数、加载速率和预应变的分析,以得到各因素下SMA丝材的滞回曲线、骨架曲线、割线刚度和耗能能力等力学性能及相应力学参数。结果表明:循环加载30次、单一幅值为0.06的SMA丝材,与1次循环、逐级加载的SMA丝材力学性能基本相同;随着加载速率的增大,SMA丝材的应力和割线刚度逐渐增大,且在加载速率为0.0018 s^(-1)时耗能值最大;预应变的增大会减小SMA丝材的割线刚度,但同时也提高其应力,且在预应变为0.0075时耗能值最大。研究结果可为SMA自复位阻尼器的应用提供理论基础。

带自复位SMA支撑的钢框架结构抗震性能研究

在钢框架中设置自复位支撑,可有效提高结构的抗震性能和复位能力.基于超弹性形状记忆合金(SMA)和扩孔型螺栓连接,提出一种用于钢框架中的自复位SMA支撑.设计7个考虑加载速率和预应变的试验模型,并进行低周往复加载试验研究,得到其滞回曲线.基于MATLAB软件编制自复位SMA支撑及4个考虑不同支撑布置形式的9层钢框架计算程序,并对相应支撑和钢框架进行数值分析.最后,对比研究每层分别设置自复位SMA支撑和摩擦滑移支撑的钢框架抗震性能.结果表明,加载速率为0.0012s-1、预应变为0.01时自复位SMA支撑承载力最大,且数值模型能准确模拟自复位支撑各阶段的承载力.另外,每层均设置自复位SMA支撑的钢框架在层间位移角、顶层位移和顶层加速度等方面均优于其他结构形式,且地震作用下支撑滞回曲线呈明显旗帜型,具有良好耗能能力和自复位能力,并有效减小钢框架结构的地震反应.