SMA智能混凝土的裂缝监测与自修复理论研究

发布时间：2021-03-13 05:09

　　混凝土是一类被广泛应用的工程材料,其无法避免的裂缝产生与扩张一直是土木工程领域亟待解决的难点问题。本文将形状记忆合金（Shape Memory Alloy,简称SMA）植入混凝土中,制成SMA智能混凝土材料,通过理论和试验相结合的手段对其裂缝的监测与自修复机理展开研究,主要研究内容如下:首先,本文对SMA材料的力学特性以及本构模型进行介绍,并分别对不同初始状态下SMA材料的形状记忆效应、部分超弹性以及完全超弹性等力学行为进行分析和讨论。其次,文章以SMA智能混凝土机场道面为例,对SMA智能混凝土进行材料设计,并假设SMA与混凝土完全粘结,二者之间无相对滑移,以及将裂缝宽度假设为混凝土材料总的变形量,忽略其余无裂缝处的变形。进而将SMA材料的本构模型与物理学原理中对柱形导体电阻的定义以及材料力学基础相结合,给出了裂缝宽度与SMA电阻相对变化的关系即裂缝宽度监测理论模型。对该模型进行不同温度下的数值计算,并与已有试验结果进行比较,验证了模型的正确性。最后,将SMA的本构模型应用于约束态SMA材料的逆相变研究中,给出具有不同初始结构状态的SMA材料在通电升温过程中的回复应力计算模型。将理论模... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

温度诱发马氏体相变示意图

形状记忆过程示意图

SMA的应力-应变-温度之间的关系

【参考文献】：
期刊论文
[1]形状记忆合金回复性能研究及其在混凝土梁裂缝修复中的应用[J]. 李双蓓,莫春美,梁庆国.  混凝土. 2015(04)
[2]形状记忆合金的力学及界面参数和体积分数对大块金属玻璃基复合材料增韧的影响[J]. 张茹远,阚前华,张娟,康国政.  复合材料学报. 2015(01)
[3]埋入式SMA丝聚合物梁自修复能力试验研究[J]. 孙丽,周建鸿,高倩倩.  福州大学学报(自然科学版). 2013(04)
[4]智能混凝土的发展现状与展望[J]. 蕫利.  科技信息. 2012(11)
[5]约束态SMA混凝土梁的裂缝监测及自修复[J]. 狄生奎,花尉攀,汲生伟,李慧,Steve Zou.  建筑材料学报. 2010(02)
[6]基于SMA的智能预应力梁主动控制试验研究[J]. 薛伟辰,刘振勇,李杰,周黎黎,罗子文.  土木工程学报. 2009(06)
[7]SMA混凝土梁的裂缝监测及自修复[J]. 狄生奎,李慧,杜永峰,Steve Zou,韩全治.  建筑材料学报. 2009(01)
[8]NiTi形状记忆合金电阻特性研究[J]. 崔迪,李宏男,宋钢兵.  建筑材料学报. 2008(05)
[9]SMA在结构健康监测中的应用研究[J]. 狄生奎,韩全治,李慧,杨栋.  低温建筑技术. 2008(04)
[10]铁磁形状记忆合金Ni2MnGa多晶的磁-力学特性[J]. 王省哲,何宝明.  功能材料. 2008(08)

博士论文
[1]多孔形状记忆合金的相变机理和力学性能研究[D]. 刘兵飞.北京交通大学 2013
[2]形状记忆合金材料的细观力学模型若干问题研究[D]. 朱玉萍.北京交通大学 2007

硕士论文
[1]水泥混凝土微胶囊自修复技术研究[D]. 周凤梅.重庆交通大学 2015
[2]NiTi形状记忆合金棒的受限回复与加热试验及分析[D]. 马奎.华南理工大学 2013
[3]电沉积方法修复混凝土裂缝技术研究[D]. 储洪强.河海大学 2005



本文编号：3079626