超彈性形狀記憶合金混雜復合材料振動特性研究.pdf

1、作為一種智能材料，形狀記憶合金（簡稱SMA）因其具有形狀記憶效應、超彈性、高阻尼等眾多優(yōu)良的特性而被廣泛的應用在在機械、航天、土木以及醫(yī)療電子等領(lǐng)域。相比其他阻尼材料，SMA很容易埋入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，具有很強的復合能力。因此可以將超彈性SMA與復合材料相結(jié)合形成SMA復合材料結(jié)構(gòu)用于減小結(jié)構(gòu)的振動。本文基于超彈性SMA絲的力學試驗及其本構(gòu)模型，主要研究了超彈性SMA單自由度系統(tǒng)振動模型以及超彈性SMA對復合材料懸臂梁振動特性的影響規(guī)律。

2、r>　　在對SMA基本特性總結(jié)歸納的基礎上，對超彈性NiTi合金絲進行了力學性能試驗，研究了循環(huán)次數(shù)、加載速率、應變幅值等因素對超彈性NiTi合金絲滯回曲線和力學參數(shù)的影響，為后續(xù)模型建立提供基礎。
　　建立了超彈性SMA簡化折線恢復力模型，對模型進行了數(shù)值求解，并將結(jié)果與試驗進行了對比，模型仿真結(jié)果較好。然后，在此模型基礎上建立了超彈性SMA單自由度系統(tǒng)振動模型，對方程進行了數(shù)值求解，分析了超彈性SMA對振動系統(tǒng)響應特性的影響，

3、加入超彈性SMA后對系統(tǒng)振動有顯著的抑制效果。
　　利用ANSYS軟件建立了復合材料懸臂梁有限元模型并對其進行模態(tài)分析，求解得到復合材料懸臂梁的固有頻率以及模態(tài)振型。對含超彈性SMA和不含超彈性SMA的復合材料懸臂梁的求解結(jié)果進行了對比，結(jié)果表明超彈性SMA的加入對懸臂梁的固有頻率和剛度影響不大。利用LMS振動測試設備對含有超彈性SMA的復合材料懸臂梁進行了模態(tài)測試，得到了復合材料懸臂梁準確的固有頻率和模態(tài)阻尼比，驗證了有限元分析

4、的正確性。對比了不同數(shù)量以及不同預應變超彈性SMA絲對復合材料懸臂梁的固有頻率和模態(tài)阻尼比的影響。
　　對超彈性SMA復合材料懸臂梁進行了振動特性實驗。分析了復合材料懸臂梁在加入超彈性SMA前后測試得到的頻響函數(shù)，低頻段內(nèi)振動峰值降低，高頻段內(nèi)振動幅值略有增加，因此超彈性SMA在低頻時具有更好的減振效果。研究了超彈性SMA數(shù)量以及超彈性SMA預應力大小對復合材料懸臂梁減振效果的影響。在ANSYS中，分析了在簡諧激勵下不同數(shù)量、不同