形状记忆合金金属橡胶阻尼器防高墩桥梁地震碰撞振动台试验研究

为研究形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)金属橡胶减振器防高墩桥梁地震碰撞效能,采用ElCentro、Taft和人造地震动,进行了高墩桥梁钢模型地震碰撞试验和防高墩桥梁钢模型试验(设置SMA金属橡胶阻尼器),详细对比分析了SMA金属橡胶阻尼器控制效能.结果证明,由于SMA金属橡胶具有良好的阻尼性能,且其随变形的增加刚度增大,故SMA金属橡胶阻尼减振器能有效地减轻高墩桥梁地震碰撞效应,起到限位器的作用.

形状记忆合金金属橡胶自回复减震(振)器的性能试验研究

形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metal Rubber,SMAMR)是在金属橡胶基础上改进的一种新型减振材料,在减震(振)器发生塑性变形之后,形状记忆合金金属橡胶可以通过加热诱发金属橡胶中的形状记忆合金丝发生相变,从而达到变形自回复的目的。本文通过对8个金属橡胶试件的静力和动力压缩试验研究发现,形状记忆合金金属橡胶力学性能稳定,并且形状记忆合金金属橡胶减震(振)器的塑性变形可以通过升温进行自回复,而不需要更换新的减震设备。

一种新型隔震材料:形状记忆合金金属橡胶

为了开发具有变形自复位功能和自限位功能的新型隔震装置,研究并制备一种新型材料——形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metallic Pseudo-Rubber,SMA-MPR)。为了研究加工成型工艺对该材料变形自复位能力的影响,共制备三种采用不同加工工艺的SMA-MPR,并对这三种材料的力学性能和变形自复位能力进行试验研究。首先测试三种材料的试件在不同频率正弦压缩循环荷载作用下的力学性能;然后将产生残余变形的三种类型试件放入可控温度箱内加热并测试其变形回复能力。为了验证试件在变形回复后是否仍具有稳定的力学性能,将它们安置在试验机上再次测试正弦循环荷载作用下的力学滞变性能。试验结果表明,形状记忆合金金属橡胶是开发土木工程结构用隔震装置的理想材料。

应用形状记忆合金-橡胶复合支座的结构隔震

对橡胶支座存在的问题进行了分析,介绍了SMA-橡胶复合支座的基本构造和工作原理,建立了设置不同支座的单自由度结构的运动方程。应用大型有限元软件ANSYS对分别设置固定支座、普通叠层橡胶支座和形状记忆合金(SMA)-橡胶复合支座这3种不同支承条件的结构进行了单向地震作用下的隔震仿真模拟,及节点位移和加速度的时程分析。分析表明,SMA-橡胶复合支座和普通叠层橡胶支座都能有效地减小结构的位移和加速度反应,而SMA-橡胶复合支座比普通叠层橡胶支座能更有效地减小结构的绝对位移反应,防止因隔震层位移过大而导致支座失稳。

形状记忆合金橡胶对高架桥梁碰撞减震效果的试验研究

地震作用下,高架桥梁相邻主梁间的碰撞会引起结构位移和加速度响应增大、应力提高,导致混凝土开裂、脱落和伸缩缝被挤压破坏,甚至引发桥梁落梁和倒塌等,因此采取减轻或者避免桥梁结构在地震作用下碰撞的措施显得尤为必要。设计制备了具有变形自恢复能力的形状记忆合金橡胶碰撞缓冲器,通过桥梁地震碰撞的振动台试验,研究了形状记忆合金橡胶缓冲器对桥梁碰撞的控制效果,提出了碰撞缓冲器吸能效率和结构自身耗能控制率指标。研究表明,形状记忆合金橡胶碰撞缓冲器具有稳定的吸能效率,能够大幅度降低桥梁结构碰撞加速度和碰撞力,这对于提高城市交通网络的地震安全性能具有重要意义。

植入金属和形状记忆合金

叙述了人体植入用金属材料发展的历史进程，介绍了医用不锈钢、钴铬合金、钛合金以及新型生物工程材料——形状记忆合金等金属的特性、国内外概况和临床应用实例。

金属基形状记忆合金复合智能材料研究中的几个关键问题

金属基形状记忆合金复合智能材料研究中的几个关键问题崔立山，陈，杨大智（大连理工大学材料系大连ｌ１６０２４）智能材料（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｏｒＳｍａｒｔＭａｔｅｒｉａｌｓ）是８０年代末期出现的一种高技术新材料，这种材料能通过自身的感知和驱动完成控制系...

形状记忆合金丝-橡胶支座钢框架隔震效果分析

根据作者开发研制的形状记忆合金丝-橡胶复合支座,建立了传统抗震结构和两种不同支座隔震结构体系的运动方程,并对某个实际工程四层钢框架结构进行了数值模拟,分析其在阪神波和ElCentro波作用下的时程反应。研究表明,SMA丝-橡胶复合支座是一种很有效的隔震装置,将它用于钢框架结构,能有效地减小结构的位移、速度及加速度时程反应,而对于加速度峰值较大的阪神波的隔震效果更为明显,说明该复合支座能有效地提供罕遇地震作用下钢结构的隔震效果。

金属基NiTi形状记忆合金机敏复合材料的研究进展

综述了NiTi丝增强金属基机敏复合材料的设计、制备、性能、模型以及存在的主要问题。

植入金属与形状记忆合金现状

叙述了人体植入用金属材料发展的历史进程,介绍了医用不锈钢、钴铬合金、钛合金以及新型生物工程材料—形状记忆合金等金属的特性,国内外概况和应用实例。为新材料的广泛应用作贡献。

Ⅱ型形状记忆合金——橡胶复合隔震支座的地震响应分析

本文提出了Ⅱ型形状记忆合金——橡胶支座的设计方法,对由Ⅱ型形状记忆合金——橡胶支座与质量块组成的单自由度隔震系统的动力响应进行了分析。结果表明:在自由振动激励下,Ⅱ型SMA——橡胶支座对不同振幅的隔震耗能均效果良好,0°设置的Ⅱ型SMA——橡胶支座在某振幅左右有突出的控制效果,振幅值与Ⅱ型SMA——橡胶支座的弹簧刚度有关;在简谐振动激励下,Ⅱ型SMA——橡胶支座对超过一定频率的高频简谐力有更好的隔震效果;在地震波激励下,无论是0°设置,还是45°设置的Ⅱ型SMA——橡胶支座都具有更优良的隔震耗能效果。

形状记忆合金与叠层橡胶支座组合的隔震耗能体系研究

基于形状记忆合金的形状记忆功能和超弹性性能提出了一种由形状记忆合金与叠层橡胶支座组合而成的隔震耗能体系。通过对安装了该体系和仅安装叠层橡胶支座的4层隔震结构进行实例计算,比较两种隔震体系的隔震和耗能效果,表明隔震耗能体系能有效地控制隔震层的水平位移,提高结构抗震的可靠性,并实现建筑结构隔震的智能化。

热双金属与形状记忆合金的比较

形状记忆合金与热双金属都具有随温度变化而发生变化的特性，本文就它们的变化机制、性能、应用场合等进行比较，使这两种材料在使用时更好地发挥其作用。

植入金属与形状记忆合金

本文叙述了人体植入用金属材料发展的历史进程,介绍了医用不锈钢、钴铬合金、钛合金以及新型生物工程材料—形状记忆合金等金属的特性、国内外概况和应用实例。

多级设防形状记忆合金铅芯橡胶支座设计与减震分析

为了减小在不同地震水平作用下桥梁的位移响应及残余变形,结合传统的铅芯橡胶支座及形状记忆合金的优点提出了一种具有多级设防的形状记忆合金铅芯橡胶支座(SMA-LRB),并对其具体结构进行了初步设计。同时在OpenSEES软件中对其进行了数值模拟,探索其动力本构关系。以一个四跨连续桥为例,对其自由行程的合理取值和抗震有效性进行了分析。模拟结果表明,该新型支座理论上具有多级设防、抗震性能好等优点,能很好地适应不同地震作用下的需求,具有很大的发展前景及较高的研究和应用价值。

形状记忆合金增韧大块金属玻璃复合材料界面失效分析

基于线性内聚力模型,建立三维代表性体积单元,对形状记忆合金颗粒与金属玻璃基体界面分离(即界面脱粘)过程进行了有限元模拟,并讨论了弱界面对复合材料力学性能的影响。结果表明:界面性能的好坏显著影响基体与颗粒之间的应力传递;随着界面弹性模量的降低,界面的失效应变越大,复合材料整体的失效应变也越大。

应用形状记忆合金的高层建筑结构智能隔震

提出了一种应用形状记忆合金拉索耗能器复合普通橡胶支座的新型建筑结构隔震体系,给出了该隔震支座的详细构造,并通过分别运用该隔震支座和普通橡胶支座的8层隔震建筑的时程仿真分析,比较两种装置的减震、隔震效果,验证了应用形状记忆合金在高层建筑结构智能隔震方面的有效性与适用性.

NiTi形状记忆合金激光气体氮化层组织及磨损性能

采用高功率连续波固体Nd:YAG激光辐照,在置于N2反应室中的NiTi形状记忆合金表面制备激光气体氮化层。实验表明:选择适当的激光辐照工艺参数。可获得致密的TiN增强金属基复合材料(MMC)梯度涂层,改性层的表面被厚度为1μm-2μm的TiN陶瓷层封闭,涂层内部TiN增强相呈梯度分布。扫描电镜(SEM)及能谱(EDX)分析结果表明,MMC改性层与基体NiTi合金间存在良好的冶金结合,界面处成分均匀过渡,表面Ni含量极低。显微硬度测试及磨损试验结果表明,激光气体氮化显著提高了NiTi合金的表面硬度和耐磨性。说明激光表面改性有效地改善了NiTi形状记忆合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能,并将有效地抑制有害元素Ni2+的释放。

激光表面改性对NiTi形状记忆合金腐蚀行为的影响

采用连续波Nd:YAG固体激光,在NiTi形状记忆合金表面制备出表面致密、无孔洞和裂纹的氮化层,测试了这种激光改性层在37℃模拟人体体液Hank's溶液中的电化学阳极极化曲线和交流阻抗谱,研究了改性层的腐蚀行为．结果表明,NiTi合金氮化层的腐蚀电位和击穿电位正移,反应转移电阻明显提高,而腐蚀电流及界面电容下降．这说明激光气体氮化有效地改善了NiTi形状记忆合金在模拟人体体液中的电化学抗腐蚀性能．

基于形状记忆合金的桥梁隔震

本文提出了一种应用形状记忆合金耗能器和叠层橡胶支座的新型桥梁隔震体系，给出了该隔震支座的详细构造，并建立起了其恢复力理论模型。