形状记忆合金在结构振动控制中的应用

形状记忆合金是一种在结构振动控制领域具有广阔应用前景的智能材料，本文结合形状记忆合金的形状记忆效应，超弹性效应和高阻尼特性等特点，分别从结构的被动控制，主动控制及智能控制三个方面系统总结了形状记忆合金的研究现状，最后指出了需进一步研究的方向。     

形状记忆合金金属橡胶自回复减震(振)器的性能试验研究

形状记忆合金金属橡胶(Shape Memory Alloy Metal Rubber,SMAMR)是在金属橡胶基础上改进的一种新型减振材料,在减震(振)器发生塑性变形之后,形状记忆合金金属橡胶可以通过加热诱发金属橡胶中的形状记忆合金丝发生相变,从而达到变形自回复的目的。本文通过对8个金属橡胶试件的静力和动力压缩试验研究发现,形状记忆合金金属橡胶力学性能稳定,并且形状记忆合金金属橡胶减震(振)器的塑性变形可以通过升温进行自回复,而不需要更换新的减震设备。     

形状记忆合金拉压型超弹性阻尼器的试验研究

本文作者研制了一种新型的形状记忆合金拉压型超弹性阻尼器，介绍了其构造和工作原理，并进行了力学性能试验。试验结果表明：(1)对形状记忆合金阻尼器中NiTi丝缆施加初始预变形可以获得不同的迟滞循环行为，施加预变形到超弹性平台的中点位置，阻尼器可以获得较为饱满的迟滞环和稳定的阻尼力；(2)位移幅值影响阻尼器的力学性能，随着位移幅值的增加，阻尼器的等效刚度逐渐减小。等效阻尼比逐渐线性增大；(3)加载速率影响阻尼器的力学性能，随着加载速率的增加，滞回环变得狭长，其包围的面积逐渐减小，阻尼器的等效刚度略有提高，等效阻尼比逐渐减小。     

新型形状记忆合金阻尼器的试验研究

本文在对形状记忆合金(SMA)的力学性能研究的基础上，设计和制造出一种性能良好的SMA阻尼器，介绍了其工作原理及有关试验结果，将该阻尼器安装在斜拉桥模型上，进行了斜拉桥模型振动试验。试验结果表明该阻尼器的耗能效果明显，在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景。     

铁磁形状记忆合金研究进展与展望（Ⅲ）：应用研究

阐述了铁磁形状记忆合金（Ferromagnetic Shape Memory Alloy,简写为FSMA）在智能材料及其应用领域的优越性。重点介绍了FSMA装置研发和基于FSMA装置的体系分析理论的发展历程和研究现状。仔细分析了各种FSMA装置频率、输出力和最大位移等关键技术指标,讨论了基于电磁学、热力学和力学原理的包含FSMA装置体系的分析理论,指出了各自在面向应用时存在的问题。研究表明,FSMA独特的性能使其具有广阔的应用前景,然而在装置研发和系统理论领域还有待深入。最后指出,更广领域的新型FSMA装置和基于FSMA装置的体系分析理论等问题还有待进一步研究。     

形状记忆合金橡胶对高架桥梁碰撞减震效果的试验研究

地震作用下,高架桥梁相邻主梁间的碰撞会引起结构位移和加速度响应增大、应力提高,导致混凝土开裂、脱落和伸缩缝被挤压破坏,甚至引发桥梁落梁和倒塌等,因此采取减轻或者避免桥梁结构在地震作用下碰撞的措施显得尤为必要。设计制备了具有变形自恢复能力的形状记忆合金橡胶碰撞缓冲器,通过桥梁地震碰撞的振动台试验,研究了形状记忆合金橡胶缓冲器对桥梁碰撞的控制效果,提出了碰撞缓冲器吸能效率和结构自身耗能控制率指标。研究表明,形状记忆合金橡胶碰撞缓冲器具有稳定的吸能效率,能够大幅度降低桥梁结构碰撞加速度和碰撞力,这对于提高城市交通网络的地震安全性能具有重要意义。     

耗能减震技术研究与应用进展

本文总结了近年来国内外建筑耗能减震技术的研究与工程应用状况，探讨了今后的发展方向，并提出了亟待解决的若干问题。     

工程结构的形状记忆合金超弹性阻尼减振技术研究进展

介绍了形状记忆合金(SMA)超弹性阻尼减振的机理，综述了国内外形状记忆合金(SMA)减振装置用于工程结构振动控制的最新进展。大量的研究结果表明形状记忆合金阻尼减振技术在土木工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景。     

锥形形状记忆合金阻尼器性能分析与试验研究

本文对一种新型形状记忆合金阻尼器——锥形形状记忆合金阻尼器的性能进行了数值分析和试验研究。基于形状记忆合金的超弹性双线型本构模型,利用非线性有限元方法分析了锥形形状记忆合金阻尼器的滞回性能,并且用大型能用程序ANSYS进行了验证,得出锥形形状记忆合金阻尼器的滞回模型可简化为分段线性滞回模型,试验包括形状记忆合金丝的本构试验、疲劳试验阳阻尼器的性能试验．试验结果与数值分析结果基本吻合,形状记忆合金表现出良好的超弹性。     

铁磁形状记忆合金研究进展与展望（Ⅱ）：本构模型

阐述了铁磁形状记忆合金（Ferromagnetic Shape Memory Alloy,简写为FSMA）本构模型研究的重要性。以时间为顺序,重点介绍了FSMA本构模型研究的发展历程和研究现状。仔细分析了各种FSMA本构模型在理论基础、适用范围、精度以及复杂程度等方面的特点,讨论了各种理论应用于FSMA本构模型的局限性,指出了它们在面向应用时存在的问题。研究表明,由于FSMA兼具磁致形状记忆效应、热弹性形状记忆效应等多种独特性能,使对其本构模型的研究存在一定困难,进一步的研究还有待开展。最后指出,对既能揭示FSMA微观机理又能预测其宏观热磁力学行为的本构模型、描述FSMA所有特性的统一模型、面向应用的FSMA简化本构模型等问题,尚有待深入研究。     

形状记忆合金超弹性阻尼性能的试验研究

本文分析了形状记忆合金（SMA）超弹性阻尼减振的机理，通过试验研究了温度、加载频率、循环次数及预变形等因素对SMA超弹性阻尼的影响。研究结果表明，利用SMA的超弹性阻尼特性可以研制出性能良好的耗能减振装置，在工程结构振动控制方面具有比较好的应用前景。     

耗能减震技术研究及应用的新进展

本文总结了耗能减震技术近年来的研究与应用情况,主要包括各种新型耗能减震装置的原理、性能及应用。文中介绍了有关国家耗能减振技术标准发展的情况,提出了该项技术今后应加强研究的若干问题,并预测了其发展前景。     

应用形状记忆合金的桥梁结构振动控制研究及发展

简要介绍了形状记忆合金（SMA）材料的本构关系及其显著特性。总结了桥梁结构在地震和风振作用下的灾害，以及SMA驱动器和阻尼器在桥梁结构隔震及减震应用上的研究现状，展望了SMA在桥梁结构尤其是在大跨度斜拉桥和悬索桥结构抗震风振动控制中的应用前景，指出了基于SMA材料的桥梁结构振动控制研究中亟待解决的一些关键技术。     

联合结构减震控制的研究与应用

简要概述了联合结构实际应用的意义,对联合结构减震控制的国内外研究和应用作了综合论述,并提出多结构联合减震体系领域尚需要进一步探讨和解决的几个问题。     

一种放大位移型SMA阻尼器的减震控制分析

利用形状记忆合金(SMA)材料的超弹性,本文提出了一种放大位移型SMA阻尼器,建立了装有该阻尼器的框架有限元模型并对该框架的地震反应实施了模拟减震控制。分不安装阻尼器、安装不放大位移阻尼器和安装放大2倍层间位移阻尼器三种工况,输入El Centro和Taft地震动,对比研究了阻尼器的减震控制效果。分析结果表明:(1)放大位移型SMA阻尼器的控制效果优于不放大位移型SMA阻尼器;(2)该放大位移型SMA阻尼器对位移的控制效果优于对加速度的控制效果。     

形状记忆合金简化本构模型在结构抗震中的应用

在形状记忆合金(简称SMA)Brinson本构模型基础上推导并给出了伪弹性分段线性化本构模型，该模型参数多，计算不发散，节省计算资源。文中给出了该模型用于结构抗震的计算实例，计算结果显示了该SMA伪弹性分段线性化本构模型在结构被动控制中具有优良的性能。     

主次结构减震特性研究

本文探讨了主次结构的减震特性以及土－结构相互作用对减震效果的影响，在一定条件下，次结构对主结构有减震作用，其减震效果与主次结构的刚度比和质量比、次结构的阻尼和输入地震动的特性有关，对于多层建筑，次结构既可能减小主结构的加速度，也可能减小其相对位移，对于高层建筑、则主要是减小主结构的相对位移，对于中软至弱地基条件，ＳＳＩ效应明显降低高层建筑的加速度反应；对于中等地基条件，ＳＳＩ效应显著降低次结构对高     

铁磁形状记忆合金研究进展与展望（Ⅰ）：材料、力学特性

综述了铁磁形状记忆合金（Ferromagnetic Shape Memory Alloy,简写为FSMA）在材料研制和热磁力学特性方面的研究现状,对其存在的问题进行了分析并指出其发展方向。在材料研发方面,介绍了新型合金、Ni-Mn-Ga-X系列合金、复合材料和Ni_2MnGa系列合金;在热磁力学特性方面,介绍了形状记忆效应、应力一应变特性和磁致形状记忆效应,总结了当前研究的现状和不足。通过对FSMA材料本身特性和应用需求的综合分析,指出适于应用的新型FSMA在加工和连接性能以及复杂加载下的材料热磁力学性能等方面还需要进一步研究。     

安装形状记忆合金阻尼器的剪力墙结构抗震性能分析

为减轻钢筋混凝土剪力墙连梁的地震后永久性损伤,同时保持连梁的耗能机制,本文提出在剪力墙连梁中安装新型形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)阻尼器,并研究该阻尼器对剪力墙结构地震响应的减震效果。通过一幢12层剪力墙结构地震反应的时程分析,研究了SMA阻尼器的附加刚度比和屈服位移比两项特征参数对结构地震反应控制效果的影响规律。计算分析结果表明,当附加刚度比为0.04～0.05,屈服位移比为0.4～0.5时,可以获得较好的减震效果。     

形状记忆合金(SMA)被动耗能减震体系的设计及参数分析

本文探讨了基于形状记忆合金超弹性特性的被动耗能减震体系的设计方法,编制了形状记忆合金被动耗能减震体系在大震下的弹塑性反应分析程序.采用该程序,分析了SMA耗能装置的设计参数对结构地震反应的影响,给出了参数的合理取值范围.最后,还讨论了SMA被动耗能装置的布置方式对多自由度结构减震效果的影响.