新型SMA低摩擦自复位支撑的力学性能研究

发布时间：2021-07-31 04:27

　　传统的支撑虽然能提高结构的承载能力和抗侧刚度,但是地震作用后残余变形较大,造成后期高昂的维修费用。因此本文结合形状记忆合金的超弹性性能和扩孔型螺栓连接的延性提出一种新型SMA低摩擦自复位支撑,支撑可有效减少结构在地震作用后的残余变形。该支撑在循环位移加载下呈良好的滞回性能,且残余变形较小。可通过改变支撑相关重要力学参数调节支撑的耗能复位性能达到目标值。本文主要采用试验研究和有限元分析方法对该支撑进行了详细的力学性能分析,最后提出了支撑的设计理论。本文主要的研究工作如下:（1）提出一种新型SMA低摩擦自复位支撑,详细介绍了其基本构造、工作原理、加工过程以及装配过程。对所采用的SMA丝材进行了材性实验,从中提取了 SMA本构数据,为后续的支撑的设计提供依据。介绍了试验的基本概况,对支撑进行了拟静力试验。结果表明:支撑在循环加载下呈饱满稳定的滞回曲线,且残余变形较小;改变支撑中的SMA横截面积、滑动螺栓的扭矩值及SMA预拉力可对该新型支撑的耗能复位能力产生明显的影响。（2）按照试验的具体概况建立了有限元分析模型,选取试件试验结果中的滞回曲线、骨架曲线及应力变化同有限元分析结果进行对比,以验证... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１形状以及合金晶体结构变化模型??上述晶体状态在温度和应力两种诱因下发生相互之间的转化

?第１章绪论???ｉＴＬｉＴＬ??ｔｆ＇?１产＇?、???＾＾?〇？％?？－、＿?■？■■?‘、—??Ｉ?Ｉ??Ａ／；?Ｍ．?Ａ．?Ａ，?Ｓｔ，?Ｓｔ，Ａ￣￣?Ａ，??ｉｕｍ?（．ｖｊｄ??图１．２不同诱因下马氏体体积分数变化??１．２．２形状记忆效应??形状记忆效应指的是：形状记忆合金在马氏体状态下发生塑性变形，经过??加热而恢复到原状的现象｜１６１｜ｎ］。当环境温度低于Ｍ／，对形状记忆合金进行加载，??随着应力增加发生初始晶体结构向去孪晶马氏体相变。加载到一定值时，马氏??体相变结束，此时形状记忆合金的晶体结构为去孪晶马氏体。对合金卸载，弹??性应变得以恢复，而较多的相变应变则被保留下来。对合金加热至々以上，材??料恢复到初始的形状和体积。如图〇所示。??〇?？鲁?〇?？?Ｃ７?＾ｋ?〇?〇?０?？??°＊?＊＃?°〇?．．Ｊｗｍ?＾?％?？〇?°，??〇－〇〇?＿■－?？?／?０?？?．?Ｏ??？?＾?＿■■一一〇?〇?■?？??０?？?？?Ｏ?？?°?＾??＂？??＆？?〇?〇?－？．??１－?？鲁?ｆ４．ＶｉＪｉ＇１＊／?＼?ＭｉＵ，ｒＵ、丨ｏ??參〇？＃．〇．??？？？？？？?一?＿?ｗ?ｉ?？？？＿？？？??‘？?？?？?０?．瘳????Ｊ?Ｏ?Ｏ?Ｏ??图１．３形状记忆效应??１．２．３超弹性??超弹性指的是：对奥氏体相的ＳＭＡ持续加载，应力超过弹性极限后，发生??马氏体相变；随着应力减小，发生马氏体逆相变恢复到原状｜｜８１１１９１［２（）１。当环境温??度高于々时，形状记忆合金处于完全奥氏体相，对其加载发生弹性变形（０Ａ段）；?

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本文编号：3312767