形状记忆合金在结构主被动振动控制中的应用

开状记忆合金是一类应用前景广阔的智能材料系统，利用形状记忆合金材料控制结构振动是最能体现这种先进材料应用价值的重要研究方向之一．本文首先介绍形状记忆合金的主要力学行为，包括形状记忆效应和超弹性效应；其次概述描述其力学行为的本构关系模型；最后重点论述实现结构主被动控制的原理和方法及其国内外研究进展，指出存在的问题和改进方法．  

形状记忆合金的本构关系

本文主要介绍一种金新功能材料－形状记忆合金的本构关系的发展，简要介绍该材料的一些力学行为和工程中的应用。  

形状记忆合金及其工程应用中的力学分析

本文对一种全新功能材料———形状记忆合金进行力学分析，综述其行为特点、本构关系以及在变形控制、振动控制和损伤监控中的应用，并简要介绍它在应用中存在的问题及改进方法  

主动探测裂纹和控制裂纹扩展的智能材料结构

将具有特殊力学和物理性能的形状记忆合金──ＮｉＴｉ合金复合于主体材料内部，利用ＮｉＴｉ合金的主要特性，可以实现对构件中裂纹的自行探测和控制．本文对这种材料结构的定义、ＮｉＴｉ形状记忆合金的主要特性、含ＮｉＴｉ合金的杂交复合材料的智能效果、国内外发展动态、自动探测裂纹和控制裂纹扩展的基本原理以及发展的方向和应重点研究的问题等进行了论述．我们通过试验研究证明，该材料结构用于裂纹的探测和裂纹扩展控制，其效果是明显的．  

无网格法及其最新进展

无网格法具有许多独特的优点, 因此有人认为无网格法将成为继有限元法之后新一代的数值方法. 到目前为止, 已提出了不下十几种无网格法, 这些无网格法各有不同的优缺点. 本文评述几种主要无网格法(着重应用于固体力学中的基于弱式的无网格法), 将它们适当地分类, 论述典型的无网格形状函数的构造方法, 介绍无网格法的发展现状, 评价已提出无网格法的优缺点, 并比较典型无网格法的相同和不同点, 以及讨论无网格法发展所面临的问题等. 最后就无网格法的发展趋势进行了展望.  

SMA用于振动主动控制的方法初探

 本文分析了ＳＭＡ（ｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙａｌｌｏｙｓ）用于振动主动控制的作用机理和动力学模型，实验结果证实了该方法的可行性，最后对存在的问题进行了探讨。  

桁架结构形状与尺寸组合优化

提出了一种渐进优化方法 ,通过分离设计变量 ,分别采用渐进节点移动法和满应力法优化桁架结构的形状和尺寸。通过循环迭代 ,耦合形状和尺寸变量间的相互作用关系 ,以期得到结构的最小重量。结构受到应力、局部稳定和节点位移等多种约束。最优解由初始结构设计渐进得到。该方法的有效性通过二个算例得到证实  

超弹Ti—Ni合金的摩擦学特性研究

以淬火45#钢为对比材料,研究了2种不同组成的超弹Ti-Ni合金(Ti-56%Ni和Ti-55.8%Ni)在滑动干摩擦条件下同GCr15钢对摩时的摩擦学特性.结果表明:2种超弹Ti-Ni合金的耐磨性能优于淬火45#钢,其中Ti-56%Ni合金的耐磨性稍优于Ti-55.8%Ni合金;在0.84m/s滑动速度下,超弹Ti-Ni合金的磨损体积损失随载荷增大而增大;当载荷为44.5N时,随着滑动速度增加,磨损体积损失先降低,随后又缓慢上升;超弹Ti-Ni合金与GCr15轴承钢对摩时的摩擦系数比同45#钢对摩时的大,其中Ti-56%Ni的摩擦系数比Ti-55.8%Ni的稍大;摩擦过程中高硬度的GCr15钢材料发生向Ti-Ni合金表面的转移.  

基于Kriging代理模型的结构形状优化方法研究

建立了一种进行结构形状优化的工程方法。该方法利用试验设计法选取位置变量样本点,并对各个样本点对应的结构进行尺寸优化,然后根据样本点和尺寸优化结果建立Kriging代理模型,再利用遗传算法求出位置变量最优解,进而得到结构最优解。最后进行了15杆平面拱式桁架、悬臂梁和25杆空间桁架三个形状优化算例,算例分析结果表明:该方法思路清晰、适应性强、优化效果明显,具有较大的工程应用价值。  

骨科固定用镍钛形状记忆合金的摩擦磨损性能研究

采用SRV摩擦磨损试验机考察了GCr15钢对常用骨科手术用固定材料--NiTi形状记忆合金在干摩擦及润滑油和人工关节液润滑下的摩擦磨损性能,同时考察了热处理对NiTi形状记忆合金摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜观察NiTi形状记忆合金磨损表面形貌,并利用示差热分析(DSC)确定了NiTi合金的相变温度.结果表明:经过热处理的NiTi合金的形状记忆相变温度与人体体温接近,但热处理使NiTi合金的抗磨性能下降; NiTi合金在摩擦过程中受摩擦热的影响发生相转变,使其抗磨性能提高.相对于医用人工关节润滑液及其它润滑油而言,双酯作为GCr15/NiTi合金的润滑剂表现出更好的减摩和抗磨能力.