本文關(guān)鍵詞：循環(huán)載荷下Ni-Ti形狀記憶合金絲力學(xué)特性試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 形狀記憶合金 試驗(yàn)研究 尺寸效應(yīng) 時(shí)效性 本構(gòu)模型

【摘要】：形狀記憶合金具有獨(dú)特的偽彈性和形狀記憶效應(yīng),其中該材料的偽彈性使其具有優(yōu)越的自復(fù)位和高耗能的特點(diǎn),因此可以作為耗能和復(fù)位元件應(yīng)用在土木工程的結(jié)構(gòu)振動控制中。在結(jié)構(gòu)振動控制中,形狀記憶合金元件承受著持續(xù)動載荷的作用,因此有必要研究應(yīng)變速率和應(yīng)力歷史對材料力學(xué)性質(zhì)的影響。在前人研究的基礎(chǔ)之上,本文對形狀記憶合金的力學(xué)性能進(jìn)行如下試驗(yàn)研究。研究了循環(huán)訓(xùn)練次數(shù)和加載速率對形狀記憶合金相關(guān)力學(xué)性能的影響。通過對Ni-Ti形狀記憶合金絲在不同加載速率下循環(huán)訓(xùn)練多次的試驗(yàn)研究,分析了不同加載速率下循環(huán)訓(xùn)練次數(shù)對Ni-Ti形狀記憶合金材料相關(guān)力學(xué)性能影響的規(guī)律。隨后進(jìn)一步考察了加載速率對穩(wěn)定后形狀記憶合金相關(guān)力學(xué)性能的影響。通過對Ni-Ti形狀記憶合金絲材進(jìn)行多組不同速率下的一次加載卸載試驗(yàn)研究,分析了不同加載速率對Ni-Ti形狀記憶合金材料相關(guān)力學(xué)性能的影響規(guī)律。之后進(jìn)行了多組Ni-Ti形狀記憶合金絲在不同應(yīng)變幅值下的一次加載卸載試驗(yàn)研究,分析了不同應(yīng)變幅值對Ni-Ti形狀記憶合金材料相關(guān)力學(xué)性能的影響規(guī)律。最后,為了考察訓(xùn)練后Ni-Ti形狀記憶合金力學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性,對經(jīng)過循環(huán)訓(xùn)練后的形狀記憶合金絲進(jìn)行了時(shí)效性分析,分析了形狀記憶合金絲循環(huán)訓(xùn)練后其相關(guān)力學(xué)性能與時(shí)間的關(guān)系。試驗(yàn)研究了試件直徑對形狀記憶合金拉伸力學(xué)性能的影響。通過對不同直徑下的Ni-Ti形狀記憶合金進(jìn)行一次加載卸載試驗(yàn)研究,揭示了尺寸效應(yīng)與應(yīng)變速率之間的相互作用以及對Ni-Ti形狀記憶合金材料相關(guān)力學(xué)性能的影響規(guī)律。通過上述加載速率對穩(wěn)定后材力學(xué)性能影響的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),考慮應(yīng)力-應(yīng)變曲線隨加載速率增大呈現(xiàn)出硬化現(xiàn)象,在Graesser本構(gòu)模型的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn),并將試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入改進(jìn)后的模型,擬合出其理論下應(yīng)力-應(yīng)變曲線并與試驗(yàn)中應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行比較。驗(yàn)證了改進(jìn)后的Graesser本構(gòu)模型在一定程度上能夠反應(yīng)這一現(xiàn)象,并由此考慮Ni-Ti形狀記憶合金的動力學(xué)特性,建立了應(yīng)力增量與應(yīng)變率的關(guān)系方程。
【關(guān)鍵詞】：形狀記憶合金 試驗(yàn)研究 尺寸效應(yīng) 時(shí)效性 本構(gòu)模型
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.6
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 形狀記憶合金簡介和特點(diǎn)11-15
• 1.2.1 形狀記憶合金簡介11
• 1.2.2 形狀記憶效應(yīng)11-13
• 1.2.3 超彈性（相變偽彈性）效應(yīng)13-14
• 1.2.4 高阻尼特性14-15
• 1.3 形狀記憶合金力學(xué)性能的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 形狀記憶合金本構(gòu)關(guān)系的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 形狀記憶合金的應(yīng)用現(xiàn)狀17-19
• 1.5.1 形狀記憶合金在工程領(lǐng)域的應(yīng)用17-18
• 1.5.2 形狀記憶合金在其他相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用18-19
• 1.6 本文的內(nèi)容19-22
• 2 應(yīng)變速率影響下形狀記憶合金絲循環(huán)訓(xùn)練試驗(yàn)研究22-54
• 2.1 引言22
• 2.2 試驗(yàn)過程22-25
• 2.2.1 試驗(yàn)設(shè)的設(shè)備和材料22-23
• 2.2.2 試驗(yàn)方案23-25
• 2.3 力學(xué)參數(shù)說明25-26
• 2.4 試驗(yàn)結(jié)果討論與分析26-52
• 2.4.1 變形速率對 SMA 加卸循環(huán)過程中力學(xué)性質(zhì)的影響26-33
• 2.4.2 變形速率對穩(wěn)定后SMA力學(xué)性質(zhì)的影響33-38
• 2.4.3 循環(huán)訓(xùn)練時(shí)的變形速率對穩(wěn)定后SMA力學(xué)性質(zhì)的影響38-41
• 2.4.4 應(yīng)變幅值對SMA力學(xué)性質(zhì)的影響41-46
• 2.4.5 循環(huán)訓(xùn)練后材料的時(shí)效性46-52
• 2.5 本章小結(jié)52-54
• 3 形狀記憶合金尺度效應(yīng)的試驗(yàn)研究54-68
• 3.1 引言54
• 3.2 試驗(yàn)方案54
• 3.3 試件直徑對 SMA 訓(xùn)練過程中和穩(wěn)定后力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)研究54-63
• 3.4 應(yīng)變速率對不同直徑SMA穩(wěn)定后力學(xué)性質(zhì)影響的試驗(yàn)研究63-66
• 3.5 本章小結(jié)66-68
• 4 不同應(yīng)變速率下考慮材料硬化現(xiàn)象的本構(gòu)模型68-78
• 4.1 引言68
• 4.2 線性本構(gòu)模型與改進(jìn)的Graesser本構(gòu)模型68-71
• 4.2.1 線性本構(gòu)模型68-69
• 4.2.2 改進(jìn)后的Graesser本構(gòu)模型69-71
• 4.3 兩種模型下理論擬合曲線與試驗(yàn)曲線的比較分析71-72
• 4.4 不同應(yīng)變量下應(yīng)力增量與應(yīng)變率的關(guān)系方程72-75
• 4.5 應(yīng)力增量下優(yōu)化的GRAESSER本構(gòu)模型數(shù)值模擬75-77
• 4.6 本章小結(jié)77-78
• 5 結(jié)論與展望78-80
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 不足與展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 作者簡歷86-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

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