TiNi基形状记忆合金的疲劳行为研究现状

疲劳性能是评价形状记忆合金优劣的重要指标之一.对TiNi基形状记忆合金的疲劳概念进行了延伸,详尽介绍了旋转弯曲疲劳法(Bending rotation fatigue)测试形状记忆合金的疲劳性能,总结了记忆效应疲劳和超弹性疲劳的机理和研究现状.此外,指出了现阶段形状记忆合金疲劳行为研究存在的不足.     

热型连铸Cu—Al—Be超弹性合金丝机械性能的初步研究

用热型连铸法制备直径1．2mm的柱状晶Cu-Al-Be丝，并对其弯曲疲劳性能、冷加工性能及冷加工后热处理组织的变化进行了研究．试验结果表明：热处理后，试样的弯曲疲劳次数达16万次以上，最大拉伸应变量可达40％以上；冷轧变形量约40％时，合金组织发生马氏体相变，合金失去超弹性，经热处理后有所恢复，但最大应变只能达到1％．     

超弹性NiTi合金率相关相变图案演化模拟

基于超弹性NiTi合金薄板在不同温度下的拉伸实验结果,采用三段线性弹塑性本构模型,通过热物理常数等效法考虑相变潜热对温升的影响,利用有限元软件ABAQUS对相变图案演化进行模拟,揭示相变图案演化的率相关性机理。模拟结果表明:超弹性NiTi合金在拉伸过程中发生应力诱发马氏体相变,宏观表现为局部相变带的萌生、扩展与合并;由于相变潜热的释放,相变带的萌生伴随着局部温升,温升的峰值与加载应变率密切相关;局部相变带与加载方向成一定夹角,角度为50°~65°;随着加载速率增加,试样从等温向绝热状态转变,相变应力与局部温升随之增加,相变更容易在低温区域萌生,导致相变带数量不断增加;模拟的超弹性NiTi合金在不同应变率下的相变图案及温度场演化与实验结果吻合较好,为阐明该合金的相变局部化演变过程提供了参考。     

形状记忆合金控制转子振动的稳定性研究

研究利用形状记忆合金的超弹性和挤压油膜阻尼器控制转子振动,利用形状记忆合金在弹性状态下的应用力－应变曲线,建立了新的系统振动方程,运用非线性理论和运动稳定性理论研究转子在形状记忆合金控制下的振动状态,讨论了系统的稳定性条件,获得系统发生分岔时系统参数之间的关系,并提出了通过改变参数来提高系统稳定性和抑制振幅的方法,最后通过仿真验证了改进后的系统振动抑制效果,仿真结果表明,改进后系统振幅降为改进前的２０％－３０％。     

磁驱动相变材料研究进展

磁驱动相变材料利用外磁控制下铁弹马氏体变体重排或磁诱导一级相变产生的形状记忆效应来捕获应变,兼具铁弹形状记忆与磁致伸缩功效特征。Heusler型Ni—Mn．X（X=Ga或In）系磁驱动相变合金材料具有磁感生应变大、能量密度高、反应速度快等优点,是未来重要磁传感器和磁驱动器研制的关键。主要介绍了国内外Ni-Mn-Ga、Ni-Co-Mn-In、反铁磁体等磁驱动相变材料的研究进展,以及本课题组利用高能Xx射线衍射和中子散射技术对磁驱动相变材料的原位研究。最后,展望了磁驱动相变合金材料的发展趋势。     

形状记忆合金的超弹性恢复力模型及其结构抗震控制

提出了形状记忆合金材料的相变超弹性恢复力模型,并以此为基础对形状记忆合金减振控制系统的动力响应进行了数值模拟分析。结果表明,这种减振控制装置对较强烈的振动有更好的抑制作用,因此可在建筑结构的抗震控制中发挥其独特的作用。     

基于频率效应的超弹性形状记忆合金本构模型

超弹性形状记忆合金(SMA)的力学特性受荷载频率影响较大。在Lagoudas多线性一维本构模型基础上,仔细分析了SMA在不同频率荷载下的试验资料,提出应力-温度相图中四组相变应力直线的斜率随荷载频率变化以及最大残余应变与频率负相关的假定,建立了基于频率效应的SMA线性本构模型。对不同频率下SMA的应力-应变曲线进行数值模拟,表明该模型能较准确地模拟SMA在不同荷载频率下的滞回主环力学特性,但预测的子环与试验误差稍大。采用荷载频率为0.003Hz和0.08Hz时SMA本构模型,分别计算了SMA-弹簧-振子在不同频率正弦激励下的振动响应,表明SMA单元能够有效实现结构的被动控制,并在一定程度上反映了由于SMA模型不同而带来的控制效果的差异。     

Super-Elasticity Characteristics of TiNi Alloy Processed by Equal Channel Angular Extrusion

A Ni-rich TiNi alloy was processed by Equal Channel Angular Extrusion (ECAE) at 500℃. After four passes ECAE treatment, microstructure of the alloy was refined but slightly inhomogeneous, to sub-micron scale, approximately 0.5～0.6 μm. Comparing with the solution-treated TiNi specimen, the martensitic transformations start (Ms) and peak temperatures (Mp) of TiNi specimens processed by ECAE were dramatically lowered. After ECAE treatment, the R-phase transformation was stimulated and separated from martensiti...     

新型形状记忆合金隔震支座设计与分析

利用形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）的独特性能研制合适的隔震装置是SMA在隔震领域应用的关键之一。本文利用SMA超弹性特性设计了一种超弹性SMA隔震支座;根据该支座构造及其工作原理推导了该支座的理论模型,进而建立了有限元模型,应用理论模型进行数值模拟并与有限元结果进行了对比;数值分析了SMA棒长度、SMA棒半径和SMA棒与水平向夹角等主要参数对SMA支座力学性能的影响。结果表明,本文设计的SMA隔震支座呈现出非线性滞回特性,合理调节支座各参数能够在一定程度改善支座性能     

基于速度约束算法的动态布料模拟

针对三维布料动态模拟中质点-弹簧模型易发生超弹性现象的问题,基于速度过滤的思想,提出了质点速度约束方法。该方法建立了一个速度约束不等式,作为超弹性现象是否发生的判断依据;并对不满足约束条件的质点速度进行约束调整,进而避免了超弹性现象的发生。此外,对质点-弹簧模型的内力和外力进行了分析,并对外力中的风力模型进行改进,优化了计算流程,提高了计算速度。实验证明该方法易于实现,稳定性强,并产生了较好的视觉效果。