目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 智能結(jié)構(gòu) 1
1.1.1 結(jié)構(gòu)衍變歷史 1
1.1.2 智能材料特點 2
1.1.3 智能結(jié)構(gòu)定義 4
1.2 形狀記憶合金 5
1.2.1 宏觀力學(xué)特性 5
1.2.2 微觀相變機制 7
1.2.3 SMA發(fā)展歷程 9
1.3 SMA智能結(jié)構(gòu) 10
1.3.1 定義及分類 10
1.3.2 研制流程 12
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 15
1.4.1 材料性能測試 15
1.4.2 本構(gòu)模型表征 18
1.4.3 驅(qū)動器設(shè)計 22
1.4.4 工程應(yīng)用 23
1.5 本書內(nèi)容安排 33
參考文獻(xiàn) 34
第2章 SMA材料性能及測試方法 47
2.1 概述 47
2.2 相變溫度測試 47
2.2.1 概念及定義 47
2.2.2 測試方法 48
2.2.3 測試實例 50
2.3 基本力學(xué)性能測試 52
2.3.1 概念及定義 52
2.3.2 測試方法 54
2.3.3 測試實例 56
2.4 力學(xué)性能衰減測試 59
2.4.1 概念及定義 59
2.4.2 測試方法 60
2.4.3 測試實例 61
2.5 熱處理工藝 68
2.5.1 消除加工硬化 68
2.5.2 調(diào)節(jié)相變溫度 69
2.5.3 改善力學(xué)性能 70
2.5.4 設(shè)定初始形狀 71
2.6 小結(jié) 72
參考文獻(xiàn) 72
第3章 SMA本構(gòu)模型 73
3.1 概述 73
3.2 多相變SMA本構(gòu)模型 73
3.2.1 三維本構(gòu)模型 73
3.2.2 有限元數(shù)值計算及驗證 80
3.2.3 一維本構(gòu)模型 89
3.3 考慮循環(huán)衰減的一維本構(gòu)模型 92
3.3.1 循環(huán)衰減特點 92
3.3.2 衰減控制方程 96
3.3.3 算例及驗證 97
3.4 擬溫度法 101
3.4.1 擬溫度法原理 101
3.4.2 擬溫度法算例 103
3.5 折線型超彈性本構(gòu)模型 105
3.5.1 折線型模型 106
3.5.2 等價線性化分析 107
3.5.3 單自由度系統(tǒng)算例 108
3.6 小結(jié) 109
參考文獻(xiàn) 109
附錄符號對照表 112
第4章 SMA驅(qū)動器設(shè)計理論與方法 116
4.1 概述 116
4.2 驅(qū)動器分類及特點 116
4.2.1 恒定載荷驅(qū)動器 117
4.2.2 線性變載荷驅(qū)動器 117
4.2.3 突變載荷驅(qū)動器 118
4.2.4 不同運動輸出的驅(qū)動器 119
4.3 驅(qū)動器的性能設(shè)計 121
4.3.1 恒定載荷驅(qū)動器 121
4.3.2 線性變載荷驅(qū)動器 124
4.3.3 突變載荷驅(qū)動器 129
4.4 驅(qū)動器的壽命預(yù)測 132
4.4.1 失效過程分析 133
4.4.2 壽命預(yù)測模型 134
4.4.3 試驗驗證 138
4.5 小結(jié) 142
參考文獻(xiàn) 142
第5章 SMA航天壓緊釋放機構(gòu) 145
5.1 概述 145
5.2 掛鉤式壓緊釋放機構(gòu)SMA-100 145
5.2.1 設(shè)計需求分析 145
5.2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 146
5.2.3 驅(qū)動器設(shè)計 146
5.2.4 試驗測試與驗證 147
5.3 分瓣螺母壓緊釋放機構(gòu)SMA-3600 150
5.3.1 設(shè)計需求分析 150
5.3.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 151
5.3.3 驅(qū)動器設(shè)計 153
5.3.4 試驗測試與驗證 154
5.4 二級觸發(fā)壓緊釋放機構(gòu)SMA-10000 158
5.4.1 設(shè)計需求分析 158
5.4.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 158
5.4.3 驅(qū)動器設(shè)計 160
5.4.4 試驗測試與驗證 161
5.5 分組滾棒壓緊釋放機構(gòu)SMA-30000 168
5.5.1 設(shè)計需求分析 168
5.5.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 168
5.5.3 驅(qū)動器設(shè)計 170
5.5.4 試驗測試與驗證 171
5.6 小結(jié) 175
參考文獻(xiàn) 175
第6章 SMA航天鎖緊機構(gòu) 177
6.1 概述 177
6.2 SMA磁懸浮飛輪鎖緊機構(gòu) 177
6.2.1 設(shè)計需求分析 177
6.2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 178
6.2.3 驅(qū)動器設(shè)計 179
6.2.4 試驗測試與驗證 180
6.3 SMA饋源鎖緊機構(gòu) 185
6.3.1 設(shè)計需求分析 185
6.3.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 185
6.3.3 驅(qū)動器設(shè)計 186
6.3.4 試驗測試與驗證 187
6.4 SMA電機 190
6.4.1 設(shè)計需求分析 190
6.4.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 191
6.4.3 驅(qū)動器設(shè)計 192
6.4.4 試驗測試與驗證 194
6.5 小結(jié) 196
參考文獻(xiàn) 197
第7章 SMA減振結(jié)構(gòu) 199
7.1 概述 199
7.2 主動變剛度的轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu) 199
7.2.1 設(shè)計需求分析 199
7.2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 200
7.2.3 驅(qū)動器設(shè)計 204
7.2.4 試驗測試與驗證 205
7.3 擬橡膠金屬減振器 210
7.3.1 擬橡膠金屬元件 211
7.3.2 減振器結(jié)構(gòu) 215
7.3.3 減振器性能試驗 215
7.3.4 其他SMA阻尼減振結(jié)構(gòu) 220
7.4 考慮預(yù)應(yīng)力的大阻尼減振器設(shè)計 223
7.4.1 預(yù)壓縮對SMA減振器特性的影響 225
7.4.2 考慮預(yù)壓縮、預(yù)拉伸影響的減振器設(shè)計 229
7.5 小結(jié) 232
參考文獻(xiàn) 233
第8章 SMA強度自適應(yīng)結(jié)構(gòu) 234
8.1 概述 234
8.2 主動阻止裂紋擴展結(jié)構(gòu) 234
8.2.1 工作原理 234
8.2.2 結(jié)構(gòu)制作 236
8.2.3 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 237
8.2.4 試驗測試與驗證 242
8.3 均載螺栓 249
8.3.1 工作原理 250
8.3.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 252
8.3.3 試驗測試與驗證 254
8.4 小結(jié) 259
參考文獻(xiàn) 259
第9章 總結(jié) 261
9.1 研制流程總結(jié) 261
9.2 未來發(fā)展趨勢 270
參考文獻(xiàn) 271