Super-elastic carbon-bonded carbon fibre composites impregnated with carbon aerogel for high-temperature thermal insulation

A novel super-elastic carbon fibre composite was prepared by impregnating carbon aerogel into carbon-bonded carbon fibre (CBCF) through vacuum impregnation. The compressive strength of CBCF-CA was increased to 1.24?MPa in the z-direction, which was 6-fold more than that of neat CBCF. The CBCF-CA spontaneously recovered its size and shape without significant deformation when the pressure was released. The thermal conductivity of CBCF-CA was 0.246?W?(m·K)^?1 at 1400°C in the z-direction, which is lower than that of CBCF (0.341?W?(m·K)^?1). The average electromagnetic interference shielding e?ectiveness of CBCF-CA composites in the range of 12.4–18?GHz was higher than 40?dB, suggesting an absorption-dominant shielding feature. The CBCF-CA composite will be a new multifunctional material due to its low density, low thermal conductivity, high specific strength, excellent processability, super-elastic property and high electromagnetic shielding, which can be used for thermal insulation and protection of aerospace.     

基于形状记忆合金的新型消能减震装置抗震性能研究

本文首先通过形状记忆合金的材性试验研究了形状记忆合金的超弹性变形性能,并将其等效拟合为多线性模型,得到其设计参数,并详细介绍了分析计算时所采用的形状记忆合金的本构模型。然后,针对框架结构的变形特点,提出了一种基于形状记忆合金的消能减震装置,即在底层框架柱的反弯点附近设置锚固装置,形状记忆合金索的上端固定在锚固装置上,将其下端锚固在地下,在震时通过其来回反复变形耗散地震能量。然后通过有限元程序对设置形状记忆合金索的新型框架与普通框架进行静力推覆分析和低周反复分析,研究表明新型框架不仅屈服承载力和极限承载力高于普通框架,而且其滞回环更加饱满,累积塑性滞回耗能能力提高了41.4%,形状记忆合金索的滞回环也很饱满,具有优良的耗能能力,最后,还比较了对角设置形状记忆合金索的框架的耗能能力与本消能减震装置的耗能能力。因此该消能减震装置在减轻框架柱震害方面具有一定的工程应用价值和前景。     

基于改进的质点—弹簧模型的织物模拟

目前,织物模拟方法普遍存在实时性不高、真实感不强等问题.针对存在的超弹性现象,提出了改进的质点-弹簧模型.与传统的质点-弹簧模型相比,改进的模型增加了两个约束条件:轻杆和轻绳.实验表明该方法不仅有效地解决了现存的超弹性现象,而且模拟了织物撕裂现象,模拟效果更加真实.     

NiTi形状记忆合金丝拉伸力学行为的试验研究

常温下处于奥氏体状态的形状记忆合金丝在应力诱发下会表现出超弹性效应,在一个完整加卸载循环过程中,应力-应变曲线表现为完整的滞回环曲线并消耗大量能量。通过对形状记忆合金丝进行力学拉伸试验,以研究加卸载速率、应变幅值和荷载循环等因素对其等效刚度、等效阻尼比和耗能能力等力学行为的影响。研究结果表明:随加载速率的增大,耗能能力下降;随应变幅值的增大,耗能能力有明显的提高,为保证形状记忆合金丝具有稳定的耗能能力,在工程应用中应对其预设一定预应变;随荷载循环次数的增大,耗能能力明显下降,在工程应用中,应进行足够次数的机械训练以获得较稳定的力学特性。     

超弹性随意形变无缝内衣的开发和研究

此无缝内衣面料的开发和研究分为两个部分,一是无缝编织技术上的研究和创新,二是多组份纤维面料的短工艺染色技术的研究和创新。编织技术上通过原料的合理搭配和隔针的编织方法来增加线圈的长度,从而达到超弹性能随意形变的目的;在染色技术上通过染料、助剂的筛选和应用,来防止同浴染色时阳离子染料与阴离子染料和助剂之间的沉淀反应,实现了腈纶、宾霸、锦纶、氨纶用阳离子染料、活性染料、弱酸性染料的短工艺染色,达到了节水、节能、减排、低碳环保的目的。     

形状记忆合金阻尼器应用于某框架结构中的抗震仿真分析

对超弹性形状记忆合金(SMA)简化的本构模型做了介绍,设计了一种单拉式SMA阻尼器,将其应用于框架结构中,并利用ANSYS软件对框架模型结构进行地震作用下的有限元仿真分析。结果表明,将SMA阻尼器用于框架结构中具有很好的减震效果。此阻尼器对其他建筑物的减震亦有重要的参考意义。     

基于ABAQUS的形状记忆合金本构研究

利用ABAQUS的用户材料子程序VUMAT编制了的形状记忆合金(Shape m emory alloys,SMA)超弹性本构模型,并将其本构模型嵌入到ABAQUS材料库中。基于ABAQUS程序以及上述形状记忆合金本构模型,本文计算分析了某含有SMA材料构件的12层剪力墙结构在地震荷载作用下的响应,验证了该子程序的正确性及准确性。     

利用SMA进行桅杆振动控制的研究

提出了一种利用形状记忆合金(SMA)控制桅杆结构振动的新方法，即将SMA丝作为桅杆结构的纤绳或纤绳的一部分，把它和PSD传感器、数据采集板、计算机、恒流源组成控制系统，利用恒流源输出电流加热SMA丝，使其处于超弹性状态，变成性能优异的主动阻尼器，进而对桅杆结构的振动进行控制。对桅杆结构的振动主动控制试验表明，处于主动阻尼状态的SMA纤绳可以有效抑制结构振动。     

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。     

闸门伸缩式止水结构的有限元仿真分析

文章结合工程实例，利用超弹性材料单元和接触单元对闸门伸缩式止水在充压后的变形、接触和反力过程进行了计算分析，所获初步成果与原型试验比较吻合，说明利用大型结构分析软件(ANSYS5．6)专门提供的超弹性材料单元(Mooney—Rivlin)对闸门伸缩式止水结构进行有限元仿真分析具有一定的实用价值。