NiTi-SMA绞线自复位黏滞阻尼器力学性能研究

摘要

本文旨在解决传统黏滞阻尼器(viscous damper, VD)缺乏自复位能力的问题，提出一种由NiTi形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)绞线控制的自复位系统与传统高阻尼黏滞阻尼器并联组成的新型自复位黏滞阻尼器(shape memory alloy-self-centering viscous damper, SMA-SVD)。首先通过试验探究循环次数、应变幅值和加载速率对7×19构型SMA绞线力学性能的影响，获取其恢复力特性；基于该特性提出SMA-SVD的基本构造并阐述工作原理，进一步对其力学性能展开参数分析。结果表明，7×19构型SMA绞线具备稳定的耗能能力与自复位性能，且对加载速率响应良好；相较于传统VD,SMA-SVD初始刚度更大，自复位能力显著，在低周循环荷载下呈现旗帜形滞回特性，承载力稳定，卸载后基本恢复初始位置。综合分析结果，建议SMA-SVD中SMA绞线弹性恢复力与VD黏滞阻尼力比值的取值范围为1.18～1.43,以平衡耗能与自复位能力。研究成果对开发兼具耗能与自复位功能的阻尼装置具有一定的参考价值。

关键词

黏滞阻尼器 / 形状记忆合金绞线 / 自复位 / 试验研究 / 数值模拟