SMA/PVA混杂纤维增强水泥基复合材料拉伸性能

为研究形状记忆合金(SMA)/聚乙烯醇(PVA)混杂纤维增强水泥基复合材料(SMA/PVA-ECC)的拉伸性能,开展单轴拉伸试验,分析了SMA/PVA-ECC试件的破坏现象、应力-应变曲线及特征参数,比较了SMA纤维掺量及其直径对试件拉伸性能的影响.结果表明:SMA/PVA-ECC试件卸载后残余裂缝宽度显著减小;SMA纤维掺量及其直径对试件拉伸性能影响显著,当SMA纤维直径为0.2 mm、掺量为0.2%时,试件综合拉伸性能最好,其初裂强度、极限拉伸应力及应变较工程水泥基复合材料(ECC)试件分别提高56.4%、23.6%及13.4%.

SMA改性沥青路面施工技术应用研究

为保证公路工程建设中SMA改性沥青路面施工质量效果,首先阐述了SMA改性沥青路面施工技术的优势。然后,结合某公路工程施工实例,分析SMA改性沥青路面施工技术要点,提出施工质量保障措施,涉及材料准备、混合料拌和与运输、混合料摊铺、混合料碾压、路面接缝处理等环节,可为同类工程提供参考。

含SMA约束层的复合材料矩形板的阻尼能力分析

研究由形状记忆合金 (shapememoryalloy ,简写为SMA)SMA约束层、SMA纤维混杂叠层材料构成的复合材料矩形板的阻尼性能。采用多胞模型和细观力学阻尼分析方法 ,分别预测叠层复合材料单层的弹性性能和阻尼性能 ,在叠层材料中计入横向剪切变形的影响。在导出矩形板的应变能和耗散能的基础上 ,根据最大应变能理论建立板的模态阻尼比的数学表达式。数值结果表明 ,文中提出的含有SMA约束层的SMA纤维叠层复合材料的集成阻尼设计方法 。

SMA增强复合材料梁的低速冲击响应分析

以形状记忆合金纤维增强复合材料梁为研究对象 ,应用有限元法对其低速冲击响应进行了分析 .采用Newmark直接积分法求解有限元动力方程 ,并考虑了形状记忆合金对刚度矩阵的影响 ;同时 ,利用Hertzian接触定律确定冲击接触力 ;分析结果表明形状记忆合金能有效地改善复合材料梁的低速冲击响应性能 ,它的最大位移与最大压应力都有明显减少 .

含损伤SMA增强智能复合材料的一维增量本构关系

基于对马氏体相变热流 -温度曲线的唯象模拟 ,以及马氏体体积分数与热力势对温度偏导数之间的线性关系 ,提出了一种新的马氏体相变动力学模型。借助细观力学模型 ,研究了纤维断裂和剥离对宿主材料刚度和热膨胀系数的影响 ,并给出了相应的数学表达式。引入了纤维断裂损伤度、纤维剥离损伤度和界面影响系数等表征损伤程度的物理量 ,并最终建立了考虑这些损伤影响的形状记忆合金增强智能复合材料的一维增量本构关系。

磁控溅射法制备PZT基SMA/PZT异质复合材料

采用直流磁控溅射法在PZT基体上溅射沉积NiTi SMA薄膜,而制备出PZT基NiTi SMA/PZT异质复合材料。研究了溅射工艺参数与晶化温度对NiTi SMA薄膜相组成及SMA/PZT异质复合材料膜/基间结合状态的影响规律。结果表明,为保障NiTi SMA薄膜的晶体颗粒均匀、结构致密,膜/基间成分交换范围小及结合紧密,制备NiTi SMA/PZT异质复合材料的适宜工艺为:于基体温度150℃、氩气压强0.7Pa条件下溅射沉积NiTi SMA薄膜,再经600℃二次晶化处理。显微观察发现,NiTi SMA薄膜与PZT基体之间以化学方式,而非物理方式结合。

SMA纤维复合材料空心梁机械性能自动化建模分析

为准确分析SMA纤维复合材料空心梁的机械性能,本研究以耐久性为例,对其展开自动化建模分析。采用MATLAB软件编写机械性能分析模型,将SMA的相变特性、材料非线性和基体变形耦合效应作为分析指标,参照虚功原理建立SMA纤维复合材料空心梁的运动方程,并采用牛顿迭代法和Newmark积分法共同求解该模型。仿真分析结果表明:该模型可清晰地展现出不同结构阻尼、不同温度下空心梁自由端的动态响应情况。相较于结构阻尼来说,SMA纤维结构在较高温度下能够更好地抑制振动,使空心梁具有更好的耐久性。同时,该模型的模拟结果和真实结果基本一致,证明其具有较高的模拟准确性和可靠性。

SMA纤维复合材料超弹性滞回特性研究

本文对ＳＭＡ纤维复合材料的轴向超弹性滞回特性进行理论分析，首先采用三相同心圆柱体模型和多胞模型计算材料的宏细观力学性能及其纤维轴向应力应交响应曲线．超弹性滞回特性的数值计算则采用平均抛物线插值法，最后给出环氧树脂／Ｎｉ－４４．８ｗｔ％Ｔｉ纤维复合材料的具体数值结果．

NiTi SMA／铁电陶瓷复合材料的制备工艺及阻尼性能研究

采用sol-gel法在NiTi SMA冷轧薄片基体上沉积陶瓷薄膜而制备出NiTi SMA/铁电陶瓷异质复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜及EDAX仪研究不同烧结温度下复合材料的物相组成,异质间结合结构等。用动态热机械分析仪(DMA)测试复合材料的阻尼性能并与单纯NiTi SMA的阻尼性能进行比较。试验结果表明,通过sol-gel法及控制烧结工艺,可在NiTi SMA基体上沉积陶瓷薄膜而制备NiTi SMA/铁电陶瓷异质复合材料;所制备的复合材料,在20℃以下,阻尼tgσ稳定在3.5%,且振动频率在0.33～10Hz以内,振动频率对阻尼影响较小;在20～40℃范围内,存在tgσ阻尼峰,峰值可达到5.0%。相对于单纯NiTi SMA,阻尼性能复合效应显著。

SMA智能复合材料结构的力学分析与建模

介绍了SMA智能复合材料结构力学建模在弯曲变形及振动控制方面的研究现状,论述了连续型和有限元建模方法,分析了SMA智能复合材料结构大变形问题及温度影响问题,并就SMA智能复合材料结构的力学建模提出几点建议。

SMA智能复合材料结构的弯曲振动方程

介绍了形状记忆合金智能复合材料结构的基本概念、结构类型、振动分析建模,并按照SMA纤维和基体的不同复合方式,详细总结了近年来关于形状记忆合金智能复合材料结构的弯曲振动方程.

高速公路SMA路面原材料和施工质量控制

针对目前在高速公路中使用越来越广泛的SMA沥青混合料,首先对其各项原材料的技术质量要求进行分析,然后结合现有经验,提出SMA沥青路面的施工质量控制方法及要点,以此为实际的路面施工提供参考借鉴,实现预期的质量目标。

高速公路工程SMA原材料质量控制要点

针对高速公路工程中SMA原材料的质量控制,结合绕杭瑞高速公路工程实例,分别对粗集料、细集料、填料、纤维、沥青的质量控制进行分析,提出不同原材料对应的质量控制方法、技术指标检测方法、检测标准、存放方法以及注意事项等,最后通过实践和研究得出该工程采用的原材料质量控制方法较为合理,控制效果突出,原材料质量得到了很好保障的结论,旨在为类似工程提供可靠的参考。

基于BP网络本构模型的SMA拉索系统优化控制分析

通过试验测试了SMA材料的超弹性性能,以材性试验数据作为BP网络的训练样本,建立了SMA经遗传算法优化的BP网络本构模型。在MATLAB中直接调用该本构模型,利用改进的遗传算法,对一空间模型结构进行了SMA位置和数量的优化,并对最优布置方案进行了地震反应分析。结果表明,相比未优化的BP网络,优化后的BP网络本构模型与试验曲线吻合地更好,稳定性更高;BP网络本构模型调用简单,精度高,便于SMA控制系统的MATLAB仿真分析。改进的遗传算法能够保证遗传过程中SMA根数的不变,提高全局搜索的效率,获得更优的布置位置;经优化配置后的SMA控制系统可以更加有效发、地降低结构的地震反应,布置4根SMA拉索时,模型结构的层间位移之和即可减少44.51%。

SMA纤维混杂层合梁的振动分析

提出一类形状记忆合金(SMA)纤维混杂层合梁的数学模型。采用多胞模型、形状记忆合金一维本构关系分析方法,同时考虑铁木辛柯剪切和马氏体相变的影响。目的是为了更进一步了解层合梁的振动控制。SMA纤维用来作为驱动器,它能够改变弹性模量和回复力,以此改变梁的频率。分析了SMA纤维含量、铺设角度和横向剪切变形的影响。结果表明,通过激活形状记忆合金纤维及改变初始变形,对层合梁的自振频率有很强的控制和调节能力。

SMA增强层合板的热屈曲问题的FEM分析

基于VonKarman的非线性薄板理论和虚功原理 ,给出了分析SMA纤维增强复合材料板热屈曲及后屈曲的有限元的基本公式 ,并通过一些数值计算 ,分析SMA复合材料板的热屈曲和后屈曲问题 .研究结果表明 。

SMA施工质量控制

由于SMA材料具有在高温下能抗车辙,在低温能抗裂、抗水损、抗老化和抗滑等的能力,目前已被广泛使用,本文主要从SMA路面施工过程中的生产、运输、摊铺、碾压等施工控制要点进行论述,希望能对工程施工质量控制提供一些帮助。

含SMA拉索的点支式幕墙体系动力分析

根据Brisonde唯相理论，修正了现有的SMA分段线性化本构模型。基于SMA材料的特点，提出了装有SMA预应力拉索的点支式玻璃幕墙支撑体系的结构形式，建立其动力方程，利用SMA材料独特的相变伪弹性耗散地震能量。通过对装有SMA拉索和普通拉索的地震响应对照分析，检验了SMA材料的振动控制效果。算例分析结果表明：在幕墙支撑体系中应用SMA拉索可以削弱地震作用。

SMA铅芯橡胶支座在墩底隔震桥梁设计中的应用

为提高某高架连续梁桥墩底隔震能力,在墩底处安装加入形状记忆合金(SMA)拉索的方形铅芯橡胶支座。根据形状记忆合金材料的相变超弹性,以变形等价为原则,将该材料的滞回曲线分解为刚弹性恢复回位曲线和滞回耗能曲线,通过线性叠加方法在SAP2000软件中模拟该支座的本构关系,进行地震响应分析。结果表明:纵桥向上,该新型桥梁隔震体系支座最大位移基本不变、中间墩承台底的最大弯矩平均降低57.18%,中间墩墩顶最大弯矩平均降低75%,可见整体隔震效果优于安装普通支座的墩底隔震体系。

废旧橡胶沥青SMA混合料铺设路面结构降噪效果初探

介绍了路面结构降噪物理特性，利用废旧橡胶沥青SMA混合料作为路面结构降噪材料，探索其隔声性能的现场监测方法。选取南京绕城公路一段作为监测路段，对采用普通沥青路面和采用SMA材料的结构降噪路面进行比对监测，结果显示采用SMA材料的结构降噪路面声级值降低1～1.8dB。分析认为交通噪声主要声源为驱动噪声，而驱动噪声中主要噪声部分为排气噪声，所以对于路面行驶噪声的降噪对于交通噪声整体声级的改善作用有限。