用于平板智能复合材料的拟温度载荷法

针对探测和控制裂纹扩展的平板智能复合材料结构特点, 提出和建立了一新的应力分析方法--拟温度载荷法, 并且利用此方法对所设计的几种不同的结构模型进行了理论分析。通过试验证明了该计算方法的正确性, 该计算方法的提出和建立, 为进行控制裂纹扩展的智能材料结构研究和应用奠定了重要的理论分析基础。      

SMA 智能复合构件控制裂纹的数值与试验研究

将ＴｉＮｉ形状记忆合金（ＳＭＡ）薄带复合于基体材料内部,利用形状记忆合金的特性,可以控制构件裂纹的扩展。本文介绍了智能复合构件控制裂纹的机理,并利用拟温度载荷法,直接应用现有有限元程序对控制裂纹的ＳＭＡ智能复合构件进行了计算与分析,同时还进行了激光云纹干涉法试验测试。计算和试验结果表明智能复合构件中的记忆合金薄带对构件裂纹有显著的控制效果,同时计算和试验结果的一致性也表明本文的分析方法是可行的。     

NiTi合金丝主要特征参量的测试和表征

对NiTi合金丝的相变与施加应力、温度的关系, NiTi合金丝的应力-应变与温度的相互关系, NiTi合金丝的回复力-温度-应变之间的关系和NiTi合金丝的弹性模量随温度的变化关系等进行了测试, 并且导出了相应的表征公式。这些特征参量和表征公式是进行NiTi合金丝智能复合构件研究的前提和基础。      

NiTi合金带智能复合构件疲劳裂纹扩展特性研究

根据所研制的NiTi合金带的优异性能, 提出了将其复合于铝合金板内, 并与微机控制系统相配合, 形成NiTi合金带智能复合构件。利用所建立的探测和控制裂纹扩展的微机控制系统和制作的NiTi合金带平板智能复合构件进行了控制裂纹扩展的疲劳性能试验研究。结果表明, 该设计方案合理, 效果显着。      

自动均载传力件的调节特性分析

本文针对结构联接受力不均易产生变形或破裂等问题,提出了在螺栓组中加装由形状记忆合金材料制作的自动均载传力件构成具有感知和调节功能的智能结构,并对螺栓组联接加装均载传力件后的均载防断功能进行了力学特性分析,特别是对螺栓组传力件自动均载和防断的调节原理进行了研究。      

构件裂纹的探测和主动控制的一种新方法

提出将具有特殊力学性能和物理性能的形状记忆合金——NiTi丝埋入构件内部,利用构件内NiTi丝的电阻率大、对应变敏感和加热后可以产生巨大回复力等特点,可以实现对构件中的裂纹进行探测和主动控制裂纹的扩展。通过光弹试验和数值分析证明效果显著。