形状记忆合金（SMA）电阻模型

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中文摘要：土木结构承受了许多种荷载和环境影响，这可能导致结构的破坏甚至倒塌。对于重要的结构可以采用健康监测技术进行在线监测，及时发现存在的问题，并采取适当的加固补强措施。近年来，智能材料在结构健康监测领域中的应用得到了快速发展，其中形状记忆合金也得到了广泛的研究。形状记忆合金（Shape Memory Alloys，简称SMAs）具有形状记忆效应（Shape Memory Effect，简称SME）、超弹性效应（Psudo-Elastic Effect，简称PE）、高阻尼、电阻特性（Electric-Resistance Property，简称ER）等，工程中可以广泛利用这些特性。形状记忆合金具有驱动和传感双重效应。利用其形状记忆效应和超弹性，可以分别制成作动器和耗能器，用于结构控制；利用电阻－变形特性，可以制成传感器，用于结构健康监测。要利用SMA的电阻－应变之间的关系，需要建立SMA的电阻－变形关系的滞回模型。一般的滞回模型是利用基于力学和材料参数的本构模型建立的。但由于SMA电阻与变形之间的关系具有非线性特点，因此，给建模工作带来一定的困难。通常采用理论与实验相结合的方法。本文重点研究电阻－应变之间的非线性关系，并在已有的电阻模型的基础上，结合实验结果，建立一种改进的电阻模型。本文的主要工作有以下几个方面：首先，介绍了课题的研究背景、目的和意义，对目前国内外的研究现状进行了阐述；其次，对SMA的各种特性进行了介绍，并重点阐述现有模型的特点；然后，利用著名的Preisach模型对SMA电阻－应变滞回模型进行模拟。这个模型的优点是建立滞回模型只通过输入输出关系。对形状记忆合金丝进行了拉伸试验研究，通过试验观察SMA的电阻特性，分析得出SMA的电阻影响因素。最后，对本文工作进行总结，归纳出了本文的主要结论，并给出了今后的研究方向。

作者：

张雨烨

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关键词：

形状记忆合金电阻特性传感器滞回模型 Preisach模型

授予学位：

硕士

学科专业：

结构工程

导师：

阎石

学位年度：

2008

学位授予单位：

沈阳建筑大学

语种：

中文

中图分类号：