功能梯度形状记忆合金复合梁的力学行为

编号 zgly0001678389

文献类型 期刊论文

文献题名 功能梯度形状记忆合金复合梁的力学行为

作者 康泽天  周博  薛世峰 

作者单位 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2019年08期

年份 2019 

分类号 TB34  TG139.6 

关键词 功能梯度材料  形状记忆合金  悬臂梁  复合材料力学  力学模型 

文摘内容 功能梯度形状记忆合金(Functionally graded shape memory alloy,FGSMA)兼具功能梯度材料和形状记忆合金材料的双重特性,广泛应用于微机电、航空航天等工程领域。为研究FGSMA复合梁的弯曲行为,本文对形状记忆合金(SMA)力学本构方程进行简化处理,并根据复合材料层合板理论建立了FGSMA复合梁的力学模型,据此研究了SMA体积分数沿厚度方向呈线性变化的FGSMA悬臂梁内SMA纤维铺设角度对悬臂梁横截面应变、中面轴向位移、中性面高度和相变层高度的影响以及悬臂梁中面应变、曲率、SMA马氏体相变临界层高度和中性面高度随弯矩载荷的变化规律。研究结果表明:在弯矩载荷作用下,悬臂梁中性面位置与中面位置不重合,且悬臂梁上下层SMA马氏体相变临界层位置不对称;截面轴向应变绝对值随铺设角度增大而增大,截面纵向应变绝对值随铺设角度增大先增大后减小,中面轴向位移随铺设角度增大先增大后减小;随着铺设角度增大,悬臂梁中性面高度逐渐增大,拉伸状态下相变结束临界层高度先减小后增大,压缩状态的趋势相反;随着弯矩载荷绝对值逐渐增大,中性面位置高度表现出先稳定后减小然后逐渐增大的趋势,相变临界层逐渐向中性面位置靠拢;中面正应变和挠曲率随着弯矩载荷绝对值逐渐增大而发生变化,且变化率先增大后减缓。