格构式大行程形状记忆合金限位装置研究

摘要

为限制墩梁间过大的相对位移，在单根大行程形状记忆合金限位装置(long-stroke shape memory alloy restrainer, LSR)的基础上，拟提出一种基于形状记忆合金棒的格构式大行程限位装置(latticed long-stroke restrainer, LLSR)。该装置由具有良好超弹性能和自复位性能的形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)棒、MC尼龙、钢管和缀条或者缀板组成。SMA棒可消耗地震动能量并提供自复位能力；MC尼龙和钢管构成防屈曲体系，可防止SMA棒在受压时发生屈曲。首先，阐明单根大行程形状记忆合金阻尼器和格构式大行程形状记忆合金阻尼器的构造和工作机理；其次，对不同热处理温度下的SMA棒进行拉伸试验，确定超弹性能最好的SMA棒，以超弹性能最好的SMA棒作为LSR的内芯，接着开展单根LSR的轴向拉压试验，进一步研究其力学性能；最后，以LSR试验数据为基础，并且基于ABAQUS有限元软件，对LLSR进行数值分析和参数分析，以数值分析和参数分析的结果为依据提出相应的设计方法。研究表明，LLSR不仅具有稳定的耗能能力，还有良好的自复位能力。

关键词

格构式 / 阻尼器 / 形状记忆合金 / MC尼龙 / 试验 / 自复位

基金资助

国家自然科学基金项目(52178124,51608136,51278134); 广东省自然科学基金项目(2020A1515010231)