X形SMA板阻尼器的力学建模与性能分析

本文主要探讨了基于形状记忆合金(SMA)的X形板阻尼器的力学模型及其在振动与冲击控制中的应用。作者利用超弹性形状记忆合金的分段线性化本构关系，构建了一个精确的数学模型，通过MATLAB软件进行了数值模拟。研究的核心内容包括X形SMA板的阻尼力滞回曲线分析，以及位移幅值、温度和形状尺寸对其性能参数的影响。 首先，文章指出X形SMA板式阻尼器展现出独特的“旗帜”形滞回曲线，这种特性意味着它具有较低的耗能特性，表现出良好的复位能力。随着位移幅值的增大，阻尼器的耗能能力和等效阻尼比会相应增加，而等效割线刚度则会降低。然而，温度对这些参数的影响却是相反的，高温可能有助于减小耗能和提高复位能力。 其次，研究发现随着板高的增加，阻尼器的特征参数如等效割线刚度和单位循环消耗的能量均呈现下降趋势。而当板宽增加时，单位循环耗能和等效割线刚度有所增长，但等效阻尼比保持相对稳定，这为设计者提供了调整不同几何尺寸以优化性能的可能性。 本文的研究成果为X形SMA板式阻尼器的设计提供了重要的理论支持，对于实际工程中的振动和冲击控制具有重要意义，特别是在地震防护或结构健康监测等领域。此外，它还展示了形状记忆合金的独特性能如何在被动减震系统中发挥关键作用，推动了相关技术的发展和应用。