关键词：形状记忆合金;;振动特性;;ANSYS;;实验测试;;回复应力;;智能结构
摘 要：智能材料凭借其良好的特性,目前应用于工程上的很多领域,如今汽车领域里的设计研发已经采用了越来越多的智能材料,也为解决轻量化与振动噪声之间的矛盾提供一定的思路。通过施加外界激励,智能材料结构的形状、刚度、强度等能够发生改变,进而使结构与材料所组成的智能系统拥有自适应以及自修复等功能。本文对基于形状记忆合金的汽车车身薄壁结构振动特性进行研究,具体的研究内容如下:(1)测量形状记忆合金丝的相变温度,针对SMA的力学性能进行试验,得出应力-应变曲线,并且测试最大可回复应变值以及不同温度状况下的回复应力值。(2)分析总结SMA的本构关系,研究Tanaka模型、Liang-Rogers模型、Brinson模型,为形状记忆合金材料的研究提供重要的依据。构建动力学方程,研究系统的固有频率与质量、刚度之间的关系。(3)利用ANSYS软件进行有限元仿真分析,针对车身薄壁结构进行模态分析,对形状记忆合金丝在薄壁板上的不同布置情况进行正交因素分析,研究在不同温度情况下,不同预应变的SMA-薄壁板结构一阶固有频率变化情况。利用ANSYS软件对基于SMA的车身薄壁结构进行瞬态动力学分析,采用完全法瞬态分析。仿真分析结果对于下一章的实验研究能够起到一定的依据作用。(4)介绍实验测试步骤以及实验原理,搭建振动实验测试平台。根据上一章的仿真分析结果,针对布置不同数量的SMA-薄壁板结构进行实验研究,测试布置不同数量的SMA-薄壁板结构的一阶频率。对布置不同数量SMA-薄壁板结构的位移、速度以及加速度变化情况进行测试。对不同直径的SMA进行了振动实验研究,比较布置不同直径的SMA-薄壁板结构一阶频率。(5)研究冲击作用下SMA对薄壁板结构的抑振特性,得出作用SMA前后位移、速度及加速度随时间变化曲线对比图,结果表明,SMA丝在阶跃激励作用时对薄壁板的抑振效果明显。
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