基于形狀記憶合金的結(jié)構(gòu)裂縫自修復(fù)理論研究.pdf

1、形狀記憶合金(shape memory alloy，簡稱SMA)，特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)多種變形形式、具有形狀記憶功能、超彈性、可恢復(fù)變形大、在受限制恢復(fù)時能產(chǎn)生很大的驅(qū)動力、抗疲勞性能強(qiáng)，易于同混凝土、鋼等結(jié)構(gòu)材料相結(jié)合，彈性模量會隨相變狀態(tài)的改變而變化等。
　　形狀記憶合金智能混凝土，是利用形狀記憶合金的形狀記憶功能、超彈性和在受限制恢復(fù)時產(chǎn)生較大的恢復(fù)力的特性，控制并恢復(fù)結(jié)構(gòu)的變形和撓度，從而實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的自修復(fù)。其基本原理是:在

2、混凝土結(jié)構(gòu)中易產(chǎn)生裂縫的部位或構(gòu)件處，預(yù)埋形狀記憶合金絲。混凝土及其構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生變形，形狀記憶合金絲將隨之發(fā)生變形。一旦外力消失，形狀記憶合金絲將產(chǎn)生彈性恢復(fù)效應(yīng)，受限制的形狀記憶合金絲將對裂縫施加壓應(yīng)力，抑制裂縫的開展，并且迫使其變小或閉合，從而實(shí)現(xiàn)裂縫的自修復(fù)。基于SMA對工程中結(jié)構(gòu)的自修復(fù)特性，我們有必要對它進(jìn)行深入的研究。
　　本文通過有限元軟件ANSYS模擬混凝土梁裂縫修復(fù)實(shí)驗(yàn)，分析在混凝土梁與形狀記憶合金絲不同

3、的結(jié)合條件下，影響形狀記憶合金絲對混凝土梁裂縫修復(fù)的因素。
　　通過對受彎梁結(jié)構(gòu)外部安裝和內(nèi)部埋入形狀記憶合金絲進(jìn)行加固仿真，運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立計(jì)算模型，對該梁結(jié)構(gòu)安裝形狀記憶合金絲前后的承載能力和裂縫的恢復(fù)情況進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:外部安裝和內(nèi)部埋入形狀記憶合金絲能有效降低梁受載后的變形，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自修復(fù)的能力，同時提高結(jié)構(gòu)的承載能力，改善結(jié)構(gòu)的受力性能，也可增加結(jié)構(gòu)的整體性和剛度。通過對受彎梁結(jié)構(gòu)埋入形狀記憶合金進(jìn)行