王 伟 邵红亮

（1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092；2.同济大学建筑工程系，上海2000092）

不同直径NiTi形状记忆合金棒材的超弹性试验研究

王 伟1，2邵红亮2，*

（1.同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092；2.同济大学建筑工程系，上海2000092）

处于奥氏体相态的形状记忆合金在经历较大变形后仍然可恢复原状，这一特性称为超弹性。立足于工程应用，对直径分别为6 mm、12 mm和19 mm的三种NiTi形状记忆合金棒材在常温下的力学性能进行试验研究。主要考察其相变应力、残余应变和耗能能力等力学特征随应变幅值与循环次数等参数的变化规律。研究结果表明，在相同加载速率下，国产19 mm直径棒材的最大可恢复弹性应变约为2.5%，与国外大直径形状记忆合金棒材的超弹性水平尚存在差距；12 mm直径棒材的最大可恢复弹性应变约为5%，可以应用于钢结构节点，以获得自回复性能。应变幅值和循环次数对NiTi形状记忆合金棒材的力学性能有重要影响，在工程应用时应该予以考虑。

形状记忆合金，超弹性，力学性能，钢结构，自回复

1 引 言

形状记忆合金（shapememory alloy，SMA）是一种新型的智能材料。自1963年美国海军武器实验室发现NiTi形状记忆合金具有良好的形状记忆效应（shapememory effect，SME）之后，世界各国学者对SME的作用机理以及与之密切相关的超弹性效应（Superelasticity Effect，SE）的作用机理进行了广泛研究，提出了一系列与温度、相变应力有关的一维和三维本构模型。形状记忆合金不仅应用于航天、医疗等领域中，还广泛应用于具有高度自适应能力的智能结构中［1，2］，从而为土木工程领域的发展提出了新的方向。……