SMA纤维复合材料变截面板簧固有频率调控机制研究

本文主要探讨了形状记忆合金（SMA）纤维混杂复合材料在变截面板簧中的固有频率特性研究。SMA是一种特殊的智能材料，其独特的记忆效应使得其在结构振动控制领域有着广泛的应用潜力。文章首先基于Brinson本构模型来理解SMA的受限回复特性，这是一种描述SMA材料在受热或冷却时，其力学性能随温度变化的重要模型，它考虑了材料在特定温度范围内非线性和可逆的变形行为。 接着，研究者构建了一个包含SMA纤维的各向异性层合梁的本构方程，这是在考虑材料各向异性特性的基础上，用于模拟复合材料行为的关键数学工具。通过瑞利-里兹能量法，一种经典的动力学分析方法，研究人员得以计算出变截面板簧的固有频率，即在无外力作用下自由振动的基本频率。这个固有频率反映了系统的振动特性，对于结构设计和性能优化至关重要。 数值计算部分，利用MATLAB软件进行了详细的仿真，通过改变温度、铺层角以及SMA纤维的含量，研究人员得到了板簧固有频率随这些参数变化的关系曲线。这些曲线揭示了SMA纤维复合材料变截面板簧的固有频率具有显著的可调节性，即通过调控材料的微观结构和工作条件，可以有效地改变振动响应，这对于动态性能优化和振动抑制有着重要的实践意义。 关键词集中在"形状记忆合金"、"纤维复合材料"、"变截面板簧"以及"瑞利-里兹法"上，表明了研究的核心内容。整体而言，该论文不仅提供了理论分析方法，还通过实验验证了SMA纤维复合材料在变截面板簧领域的实际应用价值，为相关领域的工程师们提供了一种新型材料在结构振动控制中的设计思路和技术指导。