用于阻尼器的不同直径NiTi丝力学性能试验
V ol 36No.2
Apr.2016
噪
声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第36卷第2期2016年4月
文章编号：1006-1355(2016)02-0189-05
用于阻尼器的不同直径NiTi 丝力学性能试验
黄
瑞1，戴世群1，郑继周1，2
(1.山东农业大学机械与电子工程学院，山东泰安271000；
2.山东省园艺机械与装备重点实验室，山东泰安271000)
摘要：通过对3种不同直径NiTi 形状记忆合金丝进行多工况循环加载试验，研究循环次数、应变幅值和加卸载速率对等效刚度、单循环耗能以及阻尼特性的影响。研究表明：经过多次加卸载循环进入稳定期后，形状记忆合金丝的力学性能表现出良好的重复性。对于直径相同的形状记忆合金丝，等效刚度、单循环耗能和等效阻尼比都随循环次数的增加而降低。随着应变幅值的增大，等效刚度减小，而单循环耗能近似线性增加。研究结果对于开发形状记忆合金被动阻尼元件具有指导意义。
关键词：振动与波；形状记忆合金；超弹性；性能试验；力学性能中图分类号：TB535+.1；TB34文献标识码:A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1335.2016.02.042
Mechanical Property Tests of NiTi Wires with Different
Diameters Used for Dampers
HUANG
Rui 1,DAI Shi-qun 1,ZHENG Ji-zhou 1,2
（1.College of Mechanical and Electronic Engineering,Shandong Agricultural University,
Tai ’an 271000,Shandong China;
2.Shandong Provincial Key Laboratory of Horticultural Machinery and Equipment,
Tai ’an 271000,Shandong China ）
Abstract :Cyclic loading tests of SMA wires with different diameters were conducted in various conditions,and the
influence of cyclic number,strain amplitude and loading frequency on equivalent stiffness,energy dissipation per cycle,and damping properties was investigated.The results show that the mechanical behavior of the SMA wires manifests a good repeatability after the wires entering into a stable period through numerous cycles.For the SMA wires with the same diameter,the equivalent stiffness,energy dissipation per cycle,and the equivalent damping ratio decrease with the increase of cyclic times.With the strain amplitude increasing,the equivalent stiffness decreases while the energy-absorption increases linearly.The results have an introductive significance in the development of damping elements.
Key words :vibration and wave;shape memory alloy(SMA);super elasticity;performance testing;mechanical behavior
在众多的功能材料中，形状记忆合金（Shape Memory Alloy ，SMA ）具有两个非常独特的性质：形状记忆效应和超弹性[1–4]。形状记忆效应是指具有某种形状的SMA 制品，在变形以后可以通过加热等
收稿日期：2015-07-07
基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目
（BS2010ZZ010）
作者简介：黄瑞（1990-），男，山东省东阿县人，硕士生，主要
研究方向为形状记忆合金金属橡胶的工艺流程和性能试验研究。
通讯作者：戴世群（1991-），男，山东省莒县人，硕士生，主要
研究方向为噪声与振动控制。
通讯作者：郑继周，男，硕士生导师。
E-mail:zjzcorlor@https://www.wendangku.net/doc/ea15168824.html,
方式使其恢复原始形状。超弹性是指处于奥氏体状态的SMA ，当加载应力超过弹性极限后，继续加载将发生由应力诱发的马氏体相变；当应力去除后，伴随着马氏体逆相变，应变可以完全恢复。在加、卸载过程中，出现比较饱满的迟滞环，使其具有较强的能量耗散能力[5]。此外，SMA 还具有耐腐蚀、抗疲劳、可恢复变形大等优点，其可恢复应变高达6%～8%，屈服应力在400MPa ～500MPa 左右，与钢材相当；但其极限强度超过1000MPa ，极限变形高达20%。利用这些特性，可以制作SMA 阻尼器，用于结构振动的被动控制。
国内外不少学者在SMA 被动阻尼器的开发与应用方面进行研究。任文杰[6]建立基于SMA 的X 形板阻尼器的力学模型。彭刚[7]提出SMA 阻尼器