简析模拟形状记忆合金力学性能与本构模型怎样

论文导读：大风后的更新替换等一系列不足。近年来，智能材料的探讨及进展为土木工程结构振动制约开辟了新的天地，为新一代高性能被动耗能减震装置的研制和开发提供了坚实的论述基础。形状记忆合金（ShapeMemoryAlloy，简称A）作为一种新型的智能材料，因其形状记忆效应、超弹性、高阻尼及耐腐蚀等优良特性，可作为结构振动制约的理想材料，
摘要：结构振动制约是己经被实际工程证明了的能够改善结构抗震性能、减小结构地震反应的积极有效策略。然而，目前已开发的耗能减震装置仍有着着一些缺点，如材料的老化和耐久性、残余变形大及大震或大风后的更新替换等一系列不足。近年来，智能材料的探讨及进展为土木工程结构振动制约开辟了新的天地，为新一代高性能被动耗能减震装置的研制和开发提供了坚实的论述基础。形状记忆合金（Shape MemoryAlloy，简称A）作为一种新型的智能材料，因其形状记忆效应、超弹性、高阻尼及耐腐蚀等优良特性，可作为结构振动制约的理想材料，在结构振动制约领域具有广阔的运用前景。在此背景下，本论文采取论述浅析、数值模拟相结合的策略，基于唯象论述的Brinson本构模型，利用Matlab软件编制相应的数值模拟程序，为进一步研制开发新型的A阻尼器创造先决条件。文中主要探讨工作如下：（1）通过国内外学者对A材料力学性能进行的试验探讨总结出环境温度、循环次数、应变幅值等对材料力学性能参数（相变应力、单圈耗能、等效阻尼比等）的影响规律。（2）详细介绍几种适合于工程运用的唯象论述模型。经过比较浅析，最终选择Brinson本构模型为本论文的探讨对象。（3）针对Brinson本构模型，利用Matlab软件编制了精确的数值模拟程序。并将其与Tanaka和Liang-Rogers本构模型进行比较，结果表明，Brinson本构模型能更好的描述A材料的力学特性。（4）详细介绍了ANSYS软件所采取的A简化本构模型，并分别将ANSYS的数值结果、自编程序的数值结果与试验结果进行了详细的比较浅析。结果表明，两种策略的模拟精度均能满足工程运用要求，且自编程序的数值结果更接近实际的试验结果。关键词：形状记忆合金论文力学性能论文本构模型论文编程模拟论文ANSYS模拟论文
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Abstract6-11
第一章 绪论11-26

1.1 引言11

1.2 形状记忆合金的机理及其基本特性11-18

1.2.1 微观机理12-14

1.2.2 形状记忆效应14-15

1.2.3 超弹性特性15-16

1.2.4 高阻尼特性16-17

1.2.5 电阻特性17-18

1.2.6 弹性模量随温度变化特性18

1.3 形状记忆合金本构模型的探讨进展18-21

1.3.1 单晶论述本构模型19

1.3.2 数学本构模型19-20

1.3.3 唯象论述本构模型20-21

1.3.4 细观力学本构模型21

1.4 A 在土木工程中的运用近况21-23

1.4.1 主动制约22

1.4.2 被动制约22-23

1.4.3 结构裂纹或损伤的监测与制约23

1.5 本论文的主要内容23-24

1.6 本章小结24-26

第二章 A 材料的力学性能26-33

2.1 力学性能影响因素26-31

2.

1.1 环境温度26-27

2.

1.2 循环次数27-29

2.

1.3 应变幅值29-30

2.

1.4 加载速率30-31

2.

1.5 预应变31

2.2 本章小结31-33
第三章 典型的 A 唯象论述本构模型33-46

3.1 Tanaka、Liang 及 Brinson 系列模型33-37

3.

1.1 Tanaka 模型33-34

3.

1.2 Liang-Rogers 模型34-35

3.

1.3 Brinson 模型35-37

3.2 Auricchio 模型及其改善37-42
3.

2.1 早期的 Auricchio 模型37-40

3.

2.2 改善的 Auricchio 模型40-42

3.3 Graesser-Cozzarelp 模型及其改善42-44

3.1 Graesser-Cozzarelp 模型42-43

3.2 改善的 Graesser-Cozzarelp 模型43-44

3.4 本章小结44-46

第四章 基于 Matlab 的 A 材料模拟46-69

4.1 Brinson 本构模型的模拟46-58

4.2 T-L-B 本构模型比较58-67

4.3 本章小结67-69

第五章 基于 ANSYS 的 A 材料模拟69-82

5.1 ANSYS 介绍69-70

5.2 ANSYS 的 A 本构模型70-75

5.3 数值模拟75-81

5.

3.1 模型建立75-76

5.

3.2 结果浅析76-81

5.4 本章小结81-82
结论与展望82-84
结论82
不足与展望82-84
参考文献84-90
附录90-108
说明90
Brinson 程序代码90-97
Tanaka 程序代码97-102
Liang-Rogers 程序代码102-108
攻读硕士学位期间取得的探讨成果108-109
致谢109-110
附件110