7×7构型NiTi形状记忆合金绞线超弹性试验研究

摘要

重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金（SMA）绞线的力学性能，主要关注其回复能力和耗能能力.分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚度的影响.此外，通过单调拉伸试验比较了SMA绞线与SMA丝材的抗拉强度和极限应变.结果表明，经过400℃下退火10 min后，SMA绞线具有出色的超弹性性能，应变回复率达到91.7%.在恒定应变幅值加卸载训练下，SMA绞线的力学性能逐渐趋于稳定，应在工程应用中予以考虑；通过预训练的方式可以显著提高SMA绞线的回复能力，未经热处理和退火10 min的试件在预训练后残余应变分别降低了47%和41%；当加载速率大于5×10^-4 s^-1后，SMA绞线的滞回环形态对加载速率的变化不敏感；与SMA丝材相比，SMA绞线具有更好的延性和鲁棒性，适用于在大变形情况下提供足够的恢复力；试验结果为SMA绞线的工程应用提供了试验数据支持.

关键词

形状记忆合金绞线 / 超弹性 / 热处理方案 / 预训练 / 力学性能

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52078411）; 陕西省创新能力支撑计划-青年科技新星资助项目（2022KJXX-47）; 陕西省教育厅青年创新团队科研计划项目（22JP041）