形狀記憶合金具有相變溫度低、輸出應(yīng)力高、能耗小、驅(qū)動(dòng)電壓低、可恢復(fù)應(yīng)變大、生物相容性好等特性.隨著形狀記憶合金制備技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,有學(xué)者提出將功能梯度形狀記憶合金材料用于微機(jī)電系統(tǒng)等智能微結(jié)構(gòu),將使其具有更優(yōu)良的特性.因此開展機(jī)電多場(chǎng)耦合功能梯度形狀記憶合金微結(jié)構(gòu)的非線性自由振動(dòng)特性研究具有重要研究?jī)r(jià)值.論文基于馮卡門幾何非線性理論,綜合考慮靜電力和分子間作用力的影響,考慮尺寸效應(yīng),基于修正偶應(yīng)力理論,建立兩端固定的功能梯度形狀記憶合金微梁模型,對(duì)功能梯度形狀記憶合金微梁相變前后的機(jī)電耦合非線性自由振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行深入研究,分析了尺寸效應(yīng)參數(shù)、幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和相變參數(shù)等對(duì)功能梯度形狀記憶合金微梁自由振動(dòng)特性的影響. 

【文章來(lái)源】：固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,41(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

微梁模型

由圖1(b)可知因可動(dòng)電極上極板是功能梯度形狀記憶合金材料,其物理中平面與幾何中性面并不重合.研究表明采用物理中性面可以避開FGM結(jié)構(gòu)中的彎曲-拉伸耦合因素.因此,本文中w、u均表示物理中性面的位移分量(z=z0).其中,z0是物理中性面原點(diǎn)在幾何中平面坐標(biāo)系的z坐標(biāo),Ef是FG-SMA微梁的等效彈性模量.

體相變,產(chǎn)生相變應(yīng)變,達(dá)到某一溫度奧氏體會(huì)完全轉(zhuǎn)變成馬氏體(M),在相變過(guò)程中產(chǎn)生的相變應(yīng)變最大值被稱為最大相變應(yīng)變,一般而言NiTi形狀記憶合金最大相變應(yīng)變?nèi)?.032[43],但是由碳化硅(SiC)材料和鎳鈦(NiTi)形狀記憶合金材料復(fù)合而成的FG-SMA微梁,最大相變應(yīng)變?nèi)≈禃?huì)隨著梯度參數(shù)n的變化而變化.圖3是在不同的最大相變應(yīng)變下,FG-SMA微梁非線性自由振動(dòng)頻率和動(dòng)態(tài)吸合失穩(wěn)電壓的變化情況,可以看出,NiTi形狀記憶合金發(fā)生馬氏體相變以后,由于微梁剛度降低,FG-SMA微梁非線性自由振動(dòng)頻率和動(dòng)態(tài)吸合失穩(wěn)電壓變小;且隨著最大相變應(yīng)變的增大,FG-SMA微梁非線性自由振動(dòng)頻率和動(dòng)態(tài)吸合失穩(wěn)電壓均變小.2.3 尺寸效應(yīng)參數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]功能梯度形狀記憶合金細(xì)觀力學(xué)本構(gòu)模型[J]. 薛立軍,兌關(guān)鎖,劉兵飛.  工程力學(xué). 2014(02)
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[4]形狀記憶合金力學(xué)特性的細(xì)觀力學(xué)分析[J]. 王足,朱玉萍,兌關(guān)鎖,崔海寧.  北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(01)

博士論文
[1]功能梯度形狀記憶合金熱—力學(xué)性能研究[D]. 薛立軍.北京交通大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3105283