CuZnAl形状记忆合金滞回耗能性能的研究

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1、—Y———lOlGl)?讣类o：I盎堕仝：』UDC洲：蜊：!!江≤艨太擎JlANGSUUNIVERSlTY密缴：委——一，o2’_‘卉，『p私j硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：7幺厶丛￡霉蝰选一I丝堡坌埠1翌拯骘牛錾I建立星遗堑——学科专业：招逝壶望三三遂作者姓铝：史绳缉指导教师：一虱』!i壅8趣攫遵墨答辩日期：——迎竺，丘!翌·江苏大学硕士学位论文摘要形状记忆合金是集“感知”和“驱动”于一体的新型功能材料，具有普通材料所没有的高阻尼、形状记忆效应和相变超弹性等性能。其在变形过程中加载和卸载的路

2、径不重合而形成一个封闭的滞回环，要消耗大量能量。形状记忆合金具有变形量大、可多次反复使用等优点，在结构的主被动控制中具有十分诱人的应用前景。本次研究采用四种相变点(Ms=一10℃、50℃、66"C、130℃)的CuZnAI形状记忆合金，进行六种热处理。用WDW-200型微机控制电子式万能试验机测试了不同条件下的滞回曲线，采用金相、x衍射等手段分析微观结构的变化。结果表明：Ms=50"C合金：水淬、油淬时效7小时合金的滞回线面积最大，分级淬火时效10小时的滞回线面积最小；Ms=66"C合金：分级、水淬时效10小时合金的滞回线面

3、积最大，油淬时效7小时的滞回线面积最小；Ms=130"C合金：水淬时效7小时合金的滞回线面积最大，分级淬火时效7小时合金的滞回线面积最小；Ms=一10"C的合金：水淬、油淬7小时时效合金的滞回线面积较大。分级、油淬、水淬10小时时效合金的滞回线面积较小且差别不大。常温下，超弹性合金的滞回线面积较马氏体态合金的面积要小。这主要是由于两种合金的耗能机理不同；对于马氏体态合金，其滞回线面积随着相变点的升高而减少。研究了热机循环对合金滞回线面积的影响，试验表明：无论是马氏体态合金还是超弹性合金，其滞回线面积均随着循环次数的增加而逐渐

4、减小。马氏体态合金的滞回线面积在第一、二次循环过程中减小的较大，但随着循环次数的进一步增加，滞回线面积基本不再变化；超弹性合金第一次拉伸时的滞回线面积最大，随循环次数增加，合金的滞回线面积基本不变。设计制作了CuZnAI形状记忆合金耗能器并进行了框架结构振动试验，分析表明：CuZnAl耗能器具有较大的耗能能力，且可以反复使用。装有合金耗能器的框架结构振动衰减比未安装的要快的多。同时合金耗能器可以改变结构的阻尼和自振频率，使结构避开共振。关键词：CuZnAI形状记忆合金，热处理，滞回性能，耗能器，结构减振江苏大学硕士学位论文A

5、BSTRACTShapeMemoryAlloy(SMA)areanewkindoffunctionalmaterials、衍m‘'perception'’and“activation'’rolledintoone，whichhavemanygoodnaturesthatanyothercommonmateriallacks，suchashighdampmg，shapememoryeffectandtransformationsuper-elasticbehavior．Hystereticloopsareformedasthe

6、loadandunloadpathsarenotcoincidedduringthedeformationprocedure．Also，alargeamountofenergyisdissipated．SMAshaveagreatattractionamongtheapplicationsinactiveandpassivecontrolofthestructures，asithaslargescopeofdeformationandcallbeusedrepeatedly．‘FourtypesofCuT_a1AlSMAsa

7、reusedinthem∞arcIl’ofwhichthetransformationtemperatureMsare-IO'C、50℃、66℃、130℃respectivelyandunder6differentkindsofheattreating．HystereticloopshavebeenmeasllredwiththeWDW．200electronicuniversaltestingmachineafIerdifferentconditionsandtheirmicrostructureshavebeenanal

8、yzedbymeansofmetalographicalandX-raydiffractiontoinvestigatethetransformation．Theresultsareasfollows：theareaofhystereticloopsofalloyswhichwereage