温度对形状记忆合金蜂窝材料动力学响应的影响★
2021-01-13孙凡越赵梓裕王文健杨炳睿吴鹤翔
山西建筑 2021年2期
孙凡越 赵梓裕 王文健 杨炳睿 吴鹤翔
(东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150040)
0 引言
作为一种理想的多胞材料,蜂窝材料在航空航天、车辆工程、船舶工程等领域的安全防护装置中得到了广泛的应用。随着工程对智能可控性和自适应特性的要求不断提高,以智能材料作为基体材料制备蜂窝能量吸收材料的研究已经展开。其中考虑形状记忆合金的超弹性、形状记忆效应和阻尼性,以形状记忆合金作为基体材料建立形状记忆合金蜂窝材料的研究格外受到关注[1]。
同普通金属材料相比,形状记忆合金在拉压载荷作用下的可恢复应变为5%~8%,而形状记忆合金蜂窝材料的宏观可恢复应变被进一步放大,甚至可以超过50%,表现出了更强的超弹性性能。此外,形状记忆合金在应力诱发相变的过程中,相变体间产生大量界面的非弹性运动和可变刚性,表现出更优异的阻尼性能。在冲击载荷作用下形状记忆合金的阻尼性能甚至可以提高10%以上[2]。形状记忆合金蜂窝材料充分将材料阻尼效应和结构阻尼效应的优势耦合,能够更有效的衰减应力波,避免冲击力增强。
本文建立形状记忆合金蜂窝材料模型,分析了冲击压缩条件下,温度对模型动力学响应特性的影响。
1 有限元模型
冲击压缩条件下,形状记忆合金蜂窝材料计算模型如图1所示,模型置于底端固定刚性板之上,顶端刚性板沿着Y方向以某一初始速度冲击压缩模型。模型沿X方向两端自由,沿Z方向设置固定约束以消除平面外的位移,保证模型处于平面应变状态。……
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