超彈性形狀記憶合金混雜復(fù)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(yīng)、超彈性、高阻尼等眾多優(yōu)良的特性而被廣泛的應(yīng)用在在機(jī)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(qiáng)的復(fù)合能力。因此可以將超彈性SMA與復(fù)合材料相結(jié)合形成SMA復(fù)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(xué)試驗(yàn)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(fù)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(chǔ)上，對超彈性NiTi合金絲進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)，研究了循環(huán)次數(shù)、加載速率、應(yīng)變幅值等因素對超彈性NiTi合金絲滯回曲線和力學(xué)參數(shù)的影響，為后續(xù)模型建立提供基礎(chǔ)。
　　建立了超彈性SMA簡化折線恢復(fù)力模型，對模型進(jìn)行了數(shù)值求解，并將結(jié)果與試驗(yàn)進(jìn)行了對比，模型仿真結(jié)果較好。然后，在此模型基礎(chǔ)上建立了超彈性SMA單自由度系統(tǒng)振動模型，對方程進(jìn)行了數(shù)值求解，分析了超彈性SMA對振動系統(tǒng)響應(yīng)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(fù)合材料懸臂梁有限元模型并對其進(jìn)行模態(tài)分析，求解得到復(fù)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(fù)合材料懸臂梁的求解結(jié)果進(jìn)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(shè)備對含有超彈性SMA的復(fù)合材料懸臂梁進(jìn)行了模態(tài)測試，得到了復(fù)合材料懸臂梁準(zhǔn)確的固有頻率和模態(tài)阻尼比，驗(yàn)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(yù)應(yīng)變超彈性SMA絲對復(fù)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(fù)合材料懸臂梁進(jìn)行了振動特性實(shí)驗(yàn)。分析了復(fù)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(yù)應(yīng)力大小對復(fù)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