利用SMA开发耗能阻尼器的实验研究

形状记忆合金(Shape Memory Alloy, 简记为SMA)是一种新型的智能材料, 除了具有形状记忆效应(Shape Memory Effort, 简记为SME)外, 还拥有相变伪弹性(Pseudo-Elasticity, 简记为PE)性能和高阻尼耗散因子的性能.文章基于SMA的相变伪弹性的力学原理, 设计并制作了SMA耗能器, 并对器件进行了性能测试.结果表明, 1) SMA耗能器具有非常显著的阻尼耗能性能, 平均等效粘滞阻尼比最大可达到33.56%, 最小也有14%, 能较好地满足结构被动耗能振动控制的要求;(2) SMA耗能器的阻尼性能与加载频率有关, 在低频加载时阻尼性能较好, 但随着加载频率的提高, 阻尼性能逐步下降;(3) SMA耗能器的阻尼性能与最大行程的大小有关, 当最大行程过小或过大时, 其等效粘滞阻尼比较小, 当最大行程为极限行程的1/2大小时取得最大等效粘滞阻尼比;(4) 在多次循环加载时, 器件的应力-应变滞回曲线具有整体向上的漂移现象, 吻合了其他学者进行的SMA材料试验结果, 这一现象的发现提高了此次研究中检测到的试验数据结果的可信度;(5) 实验结果与理论分析结果吻合程度较好, 表明器件的设计是合理的、加工制作的工艺满足了理论要求.