PFD-SMA支撑体系滞回性能

对传统的Pall摩擦阻尼支撑体系进行了改进,充分利用Pall摩擦阻尼器和形状记忆合金的优点提出了一种Pall摩擦阻尼器和形状记忆合金(Pall-typed frictional damper-shape memory alloy,PFD-SMA)支撑体系.考虑几何非线性,采用ANSYS程序,根据摩擦力和SMA的刚度、支撑长度、最大恢复应变及弹性模量等,分析了PFD-SMA支撑体系的滞回性能.分析结果表明该体系具有较好的耗能能力,即使在抱死的情况下SMA支撑本身也会耗能;摩擦力与SMA刚度、长度以及弹性模量对其滞回性能都有影响.同时,该体系可因为SMA的超弹性、形状记忆效应而具有双重自复位功能.     

应用SMA阻尼器的巨型框架悬挂结构减震分析

应用形状记忆合金(Shape memory alloy简称SMA)的超弹性和阻尼特性设计了一种新型SMA阻尼器。介绍了这种阻尼器的构造和工作原理;建立了SMA阻尼器的力学分析模型。采用结构动力学有限元方法,分别建立了应用SMA阻尼器控制和无阻尼器控制的巨型框架悬挂结构的三维实体有限元模型,对两种结构体系进行了地震时程分析。结果表明,应用SMA阻尼器控制的结构体系能有效地减小主-子结构的相对和绝对位移、相对和绝对加速度响应。保证了结构的安全性和使用的舒适性,具有很好的减震效果。     

形状记忆合金超弹性的Preisach滞回模型

以形状记忆合金（SMA）单向拉伸试验结果为基础,建立其超弹性的Preisach滞回模型。以Preisach滞回理论为基础,采用数值分析和实验验证相结合的方法,创建了SMA超弹性一维滞回模型。SMA与普通材料相比,除具有独特的形状记忆效应（SME）以外,还具有独特的超弹性性质。利用这种非线性的超弹性设计的减振器、耗能器和阻尼器在工程界得到广泛的应用,已受到国内外研究学者的高度重视。在完成SMA应力-应变单向拉伸试验的基础上,提取两组具有代表性的实验数据,一组用于训练Preisach滞回模型,另一组用于验证所提出模型的有效性。用经训练的滞回模型计算出的应力-应变关系与实验结果吻合程度很好。所提出的SMA超弹性滞回模型,可以有效的表达SMA超弹性应力-应变关系。     

形状记忆合金在结构被动控制中的研究现状与存在问题

利用形状记忆合金材料的超弹性效应和高阻尼特性制成的形状记忆合金被动阻尼器,主要用于桥梁和框架等结构中控制结构的地震反应.阐述了形状记忆合金在被动控制方面的研究及应用现状,指出了进一步的研究方向.     

多维形状记忆合金阻尼器的设计及性能研究

一种新型超弹性形状记忆合金(SMA)阻尼器被提出.该阻尼器能够承受平面内、平面外以及扭转方向的荷载作用,用于结构减震或隔震中,可实现多维被动控制.描述了阻尼器的结构及工作原理,通过力学分析建立了理论模型;利用Matlab程序计算了阻尼器各个方向的滞回曲线,并分析了位移方向、位移幅值以及SMA丝长度(或外、内筒直径比)对其滞回特性的影响.     

超弹性形状记忆合金丝力学性能试验

目的 研究形状记忆合金循环拉伸时的基本力学性能,为基于形状记忆合金的阻尼器设计奠定基础.方法 采用循环拉伸的试验方法,考虑循环次数、加载速率、峰值应变等参数对形状记忆合金的应力应变关系、阻尼和残余应变等性能的影响,把试验结果同Grasser理论模型进行对比,研究影响形状记忆合金超弹性性能的主要因素、影响规律和结果.结果 在一定的加载速率下,随着循环次数的增加,应力-应变曲线逐渐下移,20次循环后趋于稳定.随着循环次数的增加,相变应力和阻尼逐渐减小,残余应变逐渐增加并趋于稳定;加载应变越快,耗能能力略有减低;随应变幅值的增加,超弹性SMA丝材料的耗能能力和等效阻尼近似线性增加,材料模量随应变幅值的增加明显降低,但应变幅值对材料的相变应力影响较小.结论 经过一定次数的循环以后,形状记忆合金能表现出稳定的非线性应力应变关系和耗能能力,是制作阻尼器的较理想材料.     

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.     

基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑滞回性能

针对基于形状记忆合金(SMA)的自复位摩擦耗能支撑,提出了简化分析模型,研究了其在往复荷载作用下的滞回性能.首先通过理论推导,得出了往复荷载作用下自复位摩擦耗能支撑的力-位移曲线,提出了简化的滞回模型,然后通过参数分析研究了各参数对其滞回性能的影响.结果表明:自复位摩擦耗能支撑在卸载后存在一定的残余位移,其大小仅与阻尼器元件摩擦力及SMA元件奥氏体弹性刚度有关;自复位摩擦耗能支撑的滞回性能可采用修正的FS(Flag-shaped)模型来描述;SMA元件屈服力及耗能参数对自复位摩擦耗能支撑的滞回性能影响较大,奥氏体弹性刚度及屈服后刚度系数影响较小;增加阻尼器元件的摩擦力,可显著增强自复位摩擦耗能支撑的耗能能力,但会产生残余位移.     

基于形状记忆合金X形板阻尼器的结构振动控制

超弹性形状记忆合金X形板阻尼器具有良好的耗能及复位功能.建立了形状记忆合金X形板的分段线性化恢复力模型,并在此基础上提出了该阻尼器控制下的框架结构振动响应分析方法.数值计算了一装有该阻尼器的单层剪切型钢框架的地震响应,表明该阻尼器可以有效抑制结构的震动,并分析了阻尼器特征参数对结构减震的影响.     

形状记忆合金电阻-应变模型

目的 利用热动力学电阻理论和拉伸试验,建立超弹性状态的形状记忆合金(SMA)电阻-应变模型.方法 在SMA热动力学电阻模型的基础上,采用数值分析和实验验证相结合的方法 ,创建了SMA超弹性分段线性化模型.在完成SMA单向拉伸试验的基础上,提取具有代表性的实验数据,验证电阻-应变模型的有效性.结果 得到电阻-应变试验曲线,并建立了曲线的数学表达式.结论 所提出的SMA电阻-应变模型与实验结果 吻合很好,可以有效地表达SMA超弹性电阻-应变之间的关系.     

人工砂SMA配合比设计方法及试验研究

探讨了SMA应用于低纬度、高温、多雨的沿海地区配合比设计，解决了SMA配合比设计过程中材料的选择和配合比的设计与检验，尤其对人工砂在SMA配合比设计中的应用进行了试验研究，施工实践证明，滨海大道采用人工砂的SMA配合比方法是成功的．     

形状记忆合金驱动器的力学性能

基于形状记忆合金（ＳＭＡ）材料的Ｂｒｉｎｓｏｎ本构关系,研究了ＳＭＡ驱动器在自由冷却和强制冷却等两种热交换形式下的动力响应问题,探讨了ＳＭＡ丝在恒载及荷载变化时完成正逆相变所需用的时间．研究结果表明,热交换方式对完成相变时间有较大影响,并且增加散热面积和提高热交换速率均可有效地加速相变的完成．最后,本文还简单讨论了影响ＳＭＡ驱动器响应时间的几个因素和改进方法．     

形状记忆合金在结构抗震控制中的应用

讨论了形状记忆合金的本构关系,综述了这种全新功能材料的行为特点,热力学性能主其在结构抗震控制和裂缝控制中的应用,并简要介绍了在控制应用中存在的问题以及改进方法。     

SMA沥青混合料的设计与施工

SMA混合料在高等级道路工程中广泛应用,结合SMA路面工程实践,本文对SMA混合料配合比设计与施工技术要点两个方面进行分析阐述.     

SMA被动隔震装置及其阻尼性能研究

形状记忆合金(SMA)在伪弹性阶段具有较好的阻尼性能，利用这一特点，本文提出了一种SMA被动隔震装置，通过对SMA元件的合理布置，使隔震体系获得可观的耗能能力和震后复位的功能，为了验证上述体系的有效性，本文根据SMA的热力学本构关系，建立了热力学非线性方程的求解方法，并且绾制了计算机分析程序进行了实例计算，结果表明，上述隔震体系具有较好的工作性能。     

形状记忆合金本构模型的研究进展

为了进一步推动形状记忆合金本构模型的发展与工程应用,综述了形状记忆合金本构模型的发展状况;对具有一定影响的模型的理论基础、应用范围及优缺点等进行了分析和比较;并介绍了作者提出的计算完全约束下回复力的本构模型;指出了目前在本构模型研究中应考虑的因素和拟解决的一些关键问题,在主、被动控制尤其是在主动控制中,建立全面系统的相变运动方程及应力-应变-温度本构模型是十分重要的.     

结构消(耗)能元件芯材SN490B本构关系数值模拟

采用消(耗)能元件的结构在遭受地震作用时,元件芯材首先屈服进入塑性阶段,利用其滞回变形消耗地震输入能量,保护主体结构,元件芯材本构关系的数值模拟是对采用消(耗)能元件结构进行抗震分析与设计的基础。为更真实地模拟结构消(耗)能元件芯材在单调和循环荷载下的本构响应,更准确地对采用消(耗)能元件结构进行结构弹塑性地震响应分析,对常用作消(耗)能元件芯材的日本高延性钢材SN490B的单调、循环加载本构及循环骨架曲线进行了数值模拟,包括：采用Esmaeily-Xiao二次流塑性模型模拟材料在单调荷载作用下弹性段、屈服段、强化段和二次流塑段4个阶段;采用混合强化模型模拟材料循环荷载作用下的本构响应,运用大型通用有限元软件ABAQUS结合数值模拟参数对16种不同循环加载制度下的循环加载试验进行模拟,并与试验结果进行对比;采用Ramberg-Osgood模型、无量纲化的Ramberg-Osgood模型及两段式模型模拟循环骨架曲线。研究结果表明：所采用数学模型可以较好地模拟SN490B钢材单调、循环加载本构响应及循环骨架曲线,数值模拟与试验结果拟合较好。     

Constitutive model for shape memory alloy torsion actuator

Shape memory alloy ( SMA) torsion actuator is one of the key approaches realizing adaptive wings in airplanes. In this paper,the actuator is made up of SMA wires and a thin-walled tube,in which the SMA wires are twisted and affixed around the surface of the tube at an angle referenced to the center axis of the tube. A thermo-mechanical constitutive model is developed to predict the thermo-mechanical behaviors of the SMA torsion actuator based on the knowledge of solid mechanics. The relationship between the torsion-angle and tem- perature is numerically calculated by using the thermo-mechanical constitutive model coupled with the SMA phase transformation model developed by Zhou and Yoon. The numerical results are compared with the relative experimental results finished by Xiong and Shen. Influences of the twist-angle of SMA wires and geometrical factors on the primary actuation performances of the SMA torsion actuator are also numerically investigated based on the thermo-mechanical constitutive model coupled with the SMA phase transformation model developed by Zhou and Yoon. Results show that the thermo-mechanical constitutive model can well predict the thermo-mechanical behaviors of the SMA torsion actuator.     

SBS改性沥青及SMA的桥面铺装技术

本文分析了桥面铺装损坏的类型及成因，评价了SBS改性沥青及SMA的路用性能，建议了桥面铺装层结构厚度设计与材料组成，推荐了粘层与防水层材料和工艺，并对桥面排水系统进行了讨论。     

论土建工程的优化

讨论几个问题:土建工程的软科学性质;工程设计中所包含的不确定性信息的科学处理;指出工程优化的多个目标应在工程的不同阶段应分别处理;建议以广义可靠度为工程系统、结构和维修方案优化的控制参数;工程系统和结构的功能逻辑关系及各结构失效相关性的问题;工程大系统的全局优化;结构的不确定性优化设计;工程系统的实施和施工力学;结构控制与维修方案的优化.