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真空烧结温度对Cu-Al-Mn形状记忆合金性能的影响 被引量：1
1
作者 徐飞 司乃潮 +1 位作者 司松海 王怀庆 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1125-1129,共5页
选择不同的烧结温度，采用粉末冶金的方法制备了Cu-12Al-2.5Mn形状记忆合金。借助扫描电镜、金相显微镜、能谱仪等设备对比了各种温度下合金的显微组织、硬度及形状记忆性能，得到最佳烧结温度范围。试验结果表明：烧结过程中合金的各... 选择不同的烧结温度，采用粉末冶金的方法制备了Cu-12Al-2.5Mn形状记忆合金。借助扫描电镜、金相显微镜、能谱仪等设备对比了各种温度下合金的显微组织、硬度及形状记忆性能，得到最佳烧结温度范围。试验结果表明：烧结过程中合金的各元素间产生冶金结合，且合金化程度随温度的升高而增大，最佳烧结温度范围是850-900 ℃；烧结后合金试样的心部硬度低于边缘部分，850 ℃和900 ℃的合金经800 ℃保温10 min水淬后硬度均匀，硬度值较高，分别为HRB42.5和HRB52； 850 ℃的合金形状记忆性能优于900 ℃的合金。 展开更多
关键词 cu-al-mn形状记忆合金 粉末冶金 真空烧结温度
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高耐热Cu-Al-Mn形状记忆合金热循环特性 被引量：2
2
作者 李周 程建奕 汪明朴 《理化检验（物理分册）》 CAS 2004年第5期217-220,共4页
利用电阻 温度曲线、形状记忆效应 (SME)测定和X射线衍射分析等方法研究了热循环对高Ms 点 (2 30℃ )的Cu 2 4Al 3Mn(原子百分比 ,下同 )形状记忆合金马氏体相变的影响。结果表明 ,热循环使该合金马氏体相变点下降 ,与此相伴随的结构... 利用电阻 温度曲线、形状记忆效应 (SME)测定和X射线衍射分析等方法研究了热循环对高Ms 点 (2 30℃ )的Cu 2 4Al 3Mn(原子百分比 ,下同 )形状记忆合金马氏体相变的影响。结果表明 ,热循环使该合金马氏体相变点下降 ,与此相伴随的结构变化是马氏体原子次近邻有序度下降 ,单斜角 β趋近 90°。与传统铜基记忆合金相比 ,该合金具有较高的抗热循环衰减能力 ,最高工作温度可达 35 0℃。该合金的高耐热性来源于 β1母相结构稳定 ,在工作温度下不易分解以及马氏体结构 (β =89.6°)接近于N1 8R ,在一定程度上抑制了热循环过程中M 1 8R向N1 8R的转变 。 展开更多
关键词 形状记忆合金 cu-al-mn合金 马氏体 热循环特性 耐热稳定性
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Cu-Al-Mn形状记忆合金的热循环特性
3
作者 曹玲飞 汪明朴 +2 位作者 李周 徐贲 苏玉长 《粉末冶金材料科学与工程》 EI 2002年第1期82-86,共5页
通过电阻-温度曲线测量、金相组织观察和X射线衍射分析研究了热循环对高M_(?)点Cu-11.9Al-2.5Mn(质量分数,％)形状记忆合金马氏体相变的影响。研究结果显示该合金在热循环过程中相变点下降,但仍有较高的高温稳定性和耐热性。这是由于合... 通过电阻-温度曲线测量、金相组织观察和X射线衍射分析研究了热循环对高M_(?)点Cu-11.9Al-2.5Mn(质量分数,％)形状记忆合金马氏体相变的影响。研究结果显示该合金在热循环过程中相变点下降,但仍有较高的高温稳定性和耐热性。这是由于合金马氏体结构(β=89.6°)与N18R非常接近,抑制了M18R→N18R的转变过程与循环中位错积累共同作用的结果,而两者实质上都与有序度的改变有关。 展开更多
关键词 形状记忆合金 cu-al-mn合金 马氏体 热循环 有序化
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Cu-Al-Mn形状记忆合金低频内耗研究 被引量：2
4
作者 王金 郝刚领 +4 位作者 李育川 雷波 王伟国 王新福 汪聃 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2021年第10期26-32,共7页
Cu-Al-Mn形状记忆合金的阻尼性能与微观组织演变密切相关,深入理解两者之间关系将有助于合金微观结构和阻尼性能的调控,以适用不同的目标需求。采用内耗技术系统地研究了铸态Cu-11Al-5Mn(wt.%)形状记忆合金的内耗行为,以获得材料系统的... Cu-Al-Mn形状记忆合金的阻尼性能与微观组织演变密切相关,深入理解两者之间关系将有助于合金微观结构和阻尼性能的调控,以适用不同的目标需求。采用内耗技术系统地研究了铸态Cu-11Al-5Mn(wt.%)形状记忆合金的内耗行为,以获得材料系统的微观组织演变规律及其与热处理过程的关系。在室温~500℃的内耗-温度谱中发现了4个典型的内耗峰(P1、P2、P3和P4峰)。P1、P2和P4峰表现出明显的相变内耗峰特征,即随温度升高速率增加,峰温向高温方向移动,随测试频率的增加,峰高逐渐降低。分析认为,P1、P2和P4峰的出现分别与逆马氏体相变、孪晶细化和贝氏体析出有关。P3峰为热激活弛豫型内耗峰,激活能为2.32 eV,该峰属于典型的固溶晶界峰,起源于晶界的黏性滑动。 展开更多
关键词 内耗 cu-al-mn合金 马氏体相变
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热处理对Cu-Al-Mn形状记忆合金阻尼能力的影响 被引量：1
5
作者 王金 雷波 +1 位作者 李育川 郝刚领 《延安大学学报（自然科学版）》 2022年第3期97-101,共5页
高阻尼材料在控制噪音弱化机械振动稳定材料结构等方面具有极高研究价值。Cu-Al-Mn形状记忆合金是一种重要的高阻尼材料。采用内耗技术系统地研究了Cu-11.33Al-5.71Mn(wt.%)形状记忆合金的基本阻尼行为,通过不同方式的热处理,改变材料... 高阻尼材料在控制噪音弱化机械振动稳定材料结构等方面具有极高研究价值。Cu-Al-Mn形状记忆合金是一种重要的高阻尼材料。采用内耗技术系统地研究了Cu-11.33Al-5.71Mn(wt.%)形状记忆合金的基本阻尼行为,通过不同方式的热处理,改变材料中的缺陷状态,进一步研究材料阻尼行为的变化,以获得材料微观组织和阻尼特征之间的关系,为深入了解该合金的阻尼机制奠定基础。在室温~270℃的内耗温度谱中,98℃附近出现了一个典型相变内耗峰。随着保温时长的增加,阻尼先增加后逐渐下降。分析认为,时效时长增加,淬火空位浓度降低,空位对相界面移动的阻碍作用减弱,阻尼增加;时效20 min,空位浓度达到动态平衡,随后马氏体数量逐渐减少,相界面移动减少,阻尼降低。因此了解热处理与材料微观结构的变化关系对于优化材料组织与阻尼性能是具有价值的。 展开更多
关键词 内耗 cu-al-mn合金 马氏体相变 热处理 阻尼
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Cu-Al-Mn形状记忆合金的结晶粒生长 被引量：1
6
作者 王庆新 《世界有色金属》 2013年第4期42-45,共4页
当前形状记忆合金所使用的材料大部分为Ni-Ti基合金,这是因为Ni-Ti合金具有形状记忆特性好、金属耐疲劳特性强、金属强度高等优点。Cu-Zn-Al系列形状记忆合金与Ni-Ti形状记忆合金相比,除成本低廉之外,还具有传热导电性好、易于大规模工... 当前形状记忆合金所使用的材料大部分为Ni-Ti基合金,这是因为Ni-Ti合金具有形状记忆特性好、金属耐疲劳特性强、金属强度高等优点。Cu-Zn-Al系列形状记忆合金与Ni-Ti形状记忆合金相比,除成本低廉之外,还具有传热导电性好、易于大规模工业生产的优点。本文主要研究了Cu-Al-Mn三元系合金的正常结晶颗粒成长的情形,即利用析出项使结晶颗粒粗大化的研究。 展开更多
关键词 形状记忆合金 晶粒生长 TI基合金 形状记忆特性 金属强度 结晶颗粒 疲劳特性 热导电性
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NiTi形状记忆合金的功能特性及其应用发展 被引量：3
7
作者 杨超 廖雨欣 +3 位作者 卢海洲 颜安 蔡潍锶 李鹏旭 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期60-77,共18页
NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)作为一种智能材料,具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状,且... NiTi形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)作为一种智能材料,具有良好的超弹性、形状记忆效应和生物相容性等功能特性,被广泛应用于航空航天、医疗器械和工程建筑等领域。其中超弹性在宏观上表现为发生较大的变形仍能恢复原形状,且其远大于常见金属可恢复的弹性应变。形状记忆效应则是温度激励下奥氏体和马氏体两相的相互转变,根据宏观变形分为单程、双程和全程形状记忆效应。而NiTi SMAs的生物相容性体现在低弹性模量和低生物毒性等方面,可应用于正畸、矫正、心血管支架等医疗器件。为充分发挥NiTi SMAs的功能,研究者们不断开发NiTi SMAs相关的智能结构。本文简要综述了近年来研究和发展NiTi SMAs的不同功能特性及其对应的智能结构典型应用,详细介绍和讨论了NiTi SMAs的功能特性、关注问题和应用领域。同时,也对NiTi SMAs阻尼性能和储氢特性进行了阐述。最后,展望了NiTi SMAs在各领域应用上尚需重点关注的问题:利用增材制造技术调控微观结构实现超弹性的稳定性提升;通过建立本构模型为形状记忆效应的稳定应用提供理论指导,并进一步优化结构实现形状记忆效应的宏观放大;提高NiTi SMAs在生物环境里的耐腐蚀性和医疗应用推广。因此,推动NiTi SMAs在不同应用领域的个性化和功能定制化,尚需大量的跨学科研究。 展开更多
关键词 NITI形状记忆合金 功能特性 智能结构
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退火工艺对Ti-Ni-V形状记忆合金相变和形变行为的影响
8
作者 张伟 贺志荣 安明宇 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期60-68,共9页
利用差示扫描量热仪和拉伸试验研究了400℃×10~120 min和500℃×10~120 min退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金的相变行为、拉伸性能和形状记忆行为。结果表明:随退火温度和时间变化,合金的相变类型、R相变温度T_(R)和热滞ΔT_(R)、马... 利用差示扫描量热仪和拉伸试验研究了400℃×10~120 min和500℃×10~120 min退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金的相变行为、拉伸性能和形状记忆行为。结果表明:随退火温度和时间变化,合金的相变类型、R相变温度T_(R)和热滞ΔT_(R)、马氏体相变温度T_(M)和热滞ΔT_(M)、抗拉强度R_(m)、伸长率A、应力诱发马氏体相变临界应力σ_(M)、加载-卸载残余应变ε_(R)和能耗W_(D)的变化规律如下:400和500℃退火态Ti-50.8Ni-0.5V合金皆发生B2→R→B19’/B19’→R→B2(B2-母相,CsCl型结构;R-R相,菱方结构;B19’-马氏体相,单斜结构)型相变;T_(R)^(400℃)>T_(R)^(500℃),T_(M)^(500℃)>T_(M)^(400℃),ΔT_(M)^(400℃)>ΔT_(M)^(500℃)≥ΔT_(R)^(400℃)≈ΔT_(R)^(500℃)≈4℃;R_(m)^(400℃)>R_(m)^(500℃),A^(500℃)>A^(400℃);400℃退火态合金的超弹性(SE)稳定性高于500℃退火态合金。随退火时间延长,T_(R)^(400℃)、T_(R)^(500℃)、T_(M)^(400℃)和T_(M)^(500℃)升高,ΔT_(M)^(400℃)和ΔT_(M)^(500℃)减小,ΔT_(R)^(400℃)和ΔT_(R)^(500℃)在3.5~4.6℃之间变化;400℃退火态合金保持SE,500℃退火态合金由SE向SE+SME(形状记忆效应)转变;σ_(M)^(400℃)和σ_(M)^(500℃)降低;W_(D)^(400℃)和W_(D)^(500℃)增加;ε_(R)^(500℃)先降后升;ε_(R)^(400℃)在0.64%~1.36%之间变化。要使Ti-50.8Ni-0.5V合金获得较高的T_(R),可对其进行400℃退火;要使该合金获得较高的T_(M),可对其进行500℃退火;要使该合金在室温下获得超弹性,可对其进行400℃×10~120 min或500℃×10~60 min退火。 展开更多
关键词 Ti-Ni-V合金 形状记忆合金 退火工艺 相变 形变
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退火和变形温度对Ti-Ni-Cr形状记忆合金弹簧低温超弹性的影响
9
作者 张永宏 贺志荣 《材料热处理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期92-99,共8页
利用拉伸试验研究了350~800℃退火态Ti-50.8Ni-0.3Cr合金弹簧在-20~20℃温度范围变形时的低温超弹性。结果表明,在350~800℃温度范围退火时,随退火温度升高,该合金弹簧对外输出应力先降低再升高,而后趋于稳定。在-20~20℃温度范围变形时... 利用拉伸试验研究了350~800℃退火态Ti-50.8Ni-0.3Cr合金弹簧在-20~20℃温度范围变形时的低温超弹性。结果表明,在350~800℃温度范围退火时,随退火温度升高,该合金弹簧对外输出应力先降低再升高,而后趋于稳定。在-20~20℃温度范围变形时,随变形温度升高,该合金弹簧对外输出应力增大。要使该合金弹簧在-20℃下获得残余应变较小的超弹性,可对其进行350~400℃或550~800℃退火处理;要使该合金弹簧在-10~20℃下获得残余应变较小的超弹性,可对其进行350~500℃退火处理;要使该合金弹簧在-20~20℃下获得较大的能耗,可对其进行450~800℃退火处理。随退火温度升高,该合金弹簧的应变恢复率降低;随应力-应变循环次数增加,该合金弹簧的应变恢复率先降低后趋于稳定。预循环训练能明显提高该合金弹簧应变恢复率的稳定性。 展开更多
关键词 Ti-Ni-Cr合金 形状记忆合金 弹簧 超弹性 退火温度 变形温度
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超弹性形状记忆合金自恢复与耗能平衡设计理念
10
作者 强旭红 蹇楠毅 姜旭 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1501-1508,1557,共9页
超弹性形状记忆合金具有优越的自恢复性能,在工程抗震应用中能够赋予结构完美的自复位性能,但由于其超弹性旗帜形本构关系,自身耗能能力十分有限,致使其难以满足结构地震下的抗震需求。探求在保留形状记忆合金自恢复性能的前提下,尝试... 超弹性形状记忆合金具有优越的自恢复性能,在工程抗震应用中能够赋予结构完美的自复位性能,但由于其超弹性旗帜形本构关系,自身耗能能力十分有限,致使其难以满足结构地震下的抗震需求。探求在保留形状记忆合金自恢复性能的前提下,尝试将超弹性形状记忆合金与摩擦阻尼器组合应用,以使形状记忆合金系统的耗能能力最大化。首先,对超弹性形状记忆合金自恢复耗能平衡设计理念进行深入研究,引入系统平衡参数的概念,提出相应的配比设计公式;随后,通过开展形状记忆合金超弹性性能试验、简易摩擦阻尼器试验以及组合张拉试验,证明上述平衡设计理念的实用性以及平衡设计公式的可行性。平衡设计理念的提出以及其验证能够推进并指导形状记忆合金在工程抗震中的应用。 展开更多
关键词 形状记忆合金 超弹性 耗能能力 平衡设计 摩擦阻尼器
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形状记忆合金增强水泥基复合材料及其构件研究进展
11
作者 秦煜 王亭 +2 位作者 辛景舟 汤喻杰 王威娜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期47-55,共9页
传统的水泥基材料适用性强、经济性高、用途广泛,但是容易开裂,难以恢复。通过热弹性马氏体相变及其逆相变,形状记忆合金拥有了独特的形状记忆效应、超弹性等卓越性能。因此,可以利用形状记忆合金增强水泥基材料及构件,克服传统水泥基... 传统的水泥基材料适用性强、经济性高、用途广泛,但是容易开裂,难以恢复。通过热弹性马氏体相变及其逆相变,形状记忆合金拥有了独特的形状记忆效应、超弹性等卓越性能。因此,可以利用形状记忆合金增强水泥基材料及构件,克服传统水泥基材料抗裂性能差的缺陷,改善水泥基材料构件的开裂和变形自恢复能力。本文从形状记忆合金的材料特性与种类、形状记忆合金纤维增强水泥基复合材料及形状记忆合金筋材增强水泥基复合材料构件三个方面进行综合阐述,并指出现有研究中存在的不足,展望了形状记忆合金增强水泥基复合材料的发展前景。 展开更多
关键词 形状记忆合金 水泥基复合材料 自恢复 形状记忆效应 超弹性
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CeO_(2)添加量对电弧增材制造铁基形状记忆合金组织和性能的影响
12
作者 尹小琴 朱建 +2 位作者 唐第东 王宏宇 黄金雷 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期83-88,共6页
采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO_(2)的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO_(2)添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明:添加质量分数1%的CeO_(2)后,合金晶内析出相减... 采用粉芯丝材+电弧增材制造技术制备了含不同质量分数(0,1%,2%,3%)CeO_(2)的Fe-14Mn-6Si-9Cr-5Ni铁基形状记忆合金,研究了CeO_(2)添加量对试验合金显微组织和形状记忆性能的影响。结果表明:添加质量分数1%的CeO_(2)后,合金晶内析出相减少,晶界处析出较大尺寸的稀土化合物,组织均匀,弯曲变形后未出现ε马氏体跨晶生长现象,且马氏体交叉状态较少;当CeO_(2)质量分数增加至2%和3%时,晶内析出相增多,分布均匀性变差,且在弯曲变形后ε马氏体跨晶生长和交叉特征增多;随着CeO_(2)添加量增加,试验合金的晶粒尺寸减小,层错概率增大,形状回复率先增大后减小,当CeO_(2)质量分数为1%时晶粒尺寸较小,层错概率较大,形状回复率最大,形状记忆性能最好。 展开更多
关键词 铁基形状记忆合金 电弧增材制造 CeO_(2) 粉芯丝材 钉扎效应
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形状记忆合金驱动的人工逼尿肌系统
13
作者 李笑 李亚鹏 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期73-80,共8页
针对神经源性、肌源性膀胱缺乏有效治疗手段的现状,从工程学角度提出了一种新的解决方案——人工逼尿肌系统。基于形状记忆合金(SMA)弹簧的形状记忆效应,设计了由无线能量传输模块、控制模块、反馈模块和执行模块组成的系统结构,旨在实... 针对神经源性、肌源性膀胱缺乏有效治疗手段的现状,从工程学角度提出了一种新的解决方案——人工逼尿肌系统。基于形状记忆合金(SMA)弹簧的形状记忆效应,设计了由无线能量传输模块、控制模块、反馈模块和执行模块组成的系统结构,旨在实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中首先建立了人体膀胱的有限元模型,仿真分析了人体膀胱的储尿和辅助排尿过程,在仿真结果的基础上结合SMA弹簧的数学模型,对SMA弹簧致动器的结构参数进行了优化设计;其次,结合实验数据推导了SMA弹簧温度-自由高度方程;然后,结合热力学公式和弹簧数学模型推导了系统控制方程,并在此基础上提出了系统开环控制策略;最后,基于系统的反馈模块,设计了比例积分微分(PID)闭环控制策略,并搭建模拟实验平台研究了系统的尿流率特性。结果表明:系统原理可行,辅助排尿过程连续可控,在应对不同尿液容量时两种控制策略均能实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中结果可为设计适用于临床的人工逼尿肌系统提供指导,也可为其他以SMA弹簧作为致动器的植入装置的设计提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 人工逼尿肌 形状记忆合金 弹簧 连续控制 尿动力学
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功能梯度形状记忆合金纳米梁力学性能研究
14
作者 贾晓丽 李守宝 +3 位作者 刘璐 黄书童 郑磊 柯燎亮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期152-160,共9页
功能梯度形状记忆合金(Functionally Graded Shape Memory Alloys,FG⁃SMA)兼具功能梯度材料和形状记忆合金的双重特性,故在航空航天、生物医疗、微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)中得到了广泛的应用。当微结构尺度达... 功能梯度形状记忆合金(Functionally Graded Shape Memory Alloys,FG⁃SMA)兼具功能梯度材料和形状记忆合金的双重特性,故在航空航天、生物医疗、微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)中得到了广泛的应用。当微结构尺度达到纳米尺度,表面效应对微结构力学性能的影响是十分显著的。为了探究表面效应对功能梯度形状记忆合金纳米梁力学性能的影响规律,基于梁弯曲理论及Gurtin⁃Murdoch表面弹性理论,考虑拉压不对称、温度对FG⁃SMA纳米梁的影响,建立了考虑表面效应的FG⁃SMA纳米梁相变力学模型。分析了梯度指数、载荷、温度及拉压不对称系数对FG⁃SMA纳米梁力学性能的影响规律。研究表明,弯矩、梯度指数对截面响应影响显著,而温度和拉压不对称系数对其影响较小;忽略表面效应的影响会低估FG⁃SMA纳米梁的抗弯性;在弯矩达到一定程度后,表面效应对FG⁃SMA纳米梁中性轴偏移趋势影响不大。研究结果对FG⁃SMA纳米梁在微机电领域的设计及应用提供了一定的基础与依据。 展开更多
关键词 功能梯度形状记忆合金 微机电系统 表面效应 Gurtin⁃Murdoch 表面弹性理论 相变
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NiTi形状记忆合金弹簧电热驱动特性研究
15
作者 李珺 陈永正 《机械工程与自动化》 2024年第6期1-3,6,共4页
在对NiTiSMA弹簧致动原理分析的基础上,基于所设计的测试方案和实验平台对NiTiSMA弹簧的变形速度、收缩力以及疲劳性能进行了研究。揭示了激励电流、外部负载以及拉伸长度对NiTiSMA弹簧变形速度的影响;得出实验所用弹簧的最佳拉伸范围为... 在对NiTiSMA弹簧致动原理分析的基础上,基于所设计的测试方案和实验平台对NiTiSMA弹簧的变形速度、收缩力以及疲劳性能进行了研究。揭示了激励电流、外部负载以及拉伸长度对NiTiSMA弹簧变形速度的影响;得出实验所用弹簧的最佳拉伸范围为60 mm~90 mm以及最大拉伸长度为110 mm。实验结果表明,随着外部负载的增大,NiTiSMA弹簧的可循环使用次数显著下降。 展开更多
关键词 形状记忆合金 电热驱动 弹簧 疲劳失效
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中心刚体-形状记忆合金层合功能梯度梁的动力学特性研究
16
作者 刘晓雪 《木工机床》 2024年第3期15-22,共8页
文章对中心刚体-形状记忆合金层合功能梯度梁系统在平面内作大范围运动进行动力学特性研究。SMA层采用多项式的形状记忆合金的本构模型和假设的层合部分的功能梯度分布,在考虑横向变形引起纵向变形的非线性耦合量。采用假设模态法对SMA... 文章对中心刚体-形状记忆合金层合功能梯度梁系统在平面内作大范围运动进行动力学特性研究。SMA层采用多项式的形状记忆合金的本构模型和假设的层合部分的功能梯度分布,在考虑横向变形引起纵向变形的非线性耦合量。采用假设模态法对SMA层合FGM梁系统进行离散,运用第二类Lagrange方程推导得到系统高次刚柔耦合模型,编写软件程序进行动力学仿真。研究了形状记忆合金层的在不同功能梯度下温度对动力学特性的影响以及不同温度下增加SMA层厚度对动力学特性的影响。研究结果表明温度和SMA层厚度对系统的动力学特性影响较大。 展开更多
关键词 形状记忆合金 功能梯度材料 刚柔耦合 动力学仿真
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富氢环境下镍钛形状记忆合金弹簧变形行为的实验和理论研究 被引量：2
17
作者 姜晗 于超 康国政 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期422-432,共11页
镍钛形状记忆合金器件在某些特定服役环境下不可避免地与氢接触,导致其力学性能发生改变.实验研究方面,通过对两种构型(弹簧指数为8.5和11.7)的镍钛合金弹簧进行异位电解充氢,随后对充氢和未充氢镍钛合金弹簧进行不同幅值的拉伸-卸载实... 镍钛形状记忆合金器件在某些特定服役环境下不可避免地与氢接触,导致其力学性能发生改变.实验研究方面,通过对两种构型(弹簧指数为8.5和11.7)的镍钛合金弹簧进行异位电解充氢,随后对充氢和未充氢镍钛合金弹簧进行不同幅值的拉伸-卸载实验,揭示了氢对超弹性镍钛合金弹簧变形行为的影响.结果表明,氢会显著影响弹簧的相变硬化行为,并且使马氏体相变临界力下降地更为迅速.理论研究方面,基于实验结果,在不可逆热力学框架下构建了镍钛形状记忆合金力-扩散耦合本构模型.在该本构模型中,考虑了与弹性,马氏体相变和氢致膨胀相关的应变和氢浓度场对马氏体相变的影响.通过建立的Helmholtz自由能推导出相变行为的热力学驱动力.基于质量守恒定律和Fick定律,得到氢浓度场的演化方程.为了准确地描述充氢和未充氢镍钛合金弹簧的变形行为,在建立的本构模型基础上,进一步发展了描述弹簧力-扩散耦合变形行为并考虑其扭转、弯曲变形模式的半解析模型.通过与实验结果的对比,可以发现,提出的半解析理论模型能够很好地预测富氢环境下超弹性镍钛合金弹簧的变形行为. 展开更多
关键词 镍钛形状记忆合金 弹簧 富氢环境 力-扩散耦合 半解析模型
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柔性薄膜复合形状记忆合金弹簧驱动器 被引量：1
18
作者 钱国明 朱孔军 +4 位作者 李亚辉 严康 王婧 刘劲松 黄卫清 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期239-245,406,共8页
针对形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)材料在使用过程中因其较低的响应频率而很难应用于高频率场所问题,在聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)薄膜中引入锆酸铅钡(Pb_(0.8)Ba_(0.2)ZrO_(3),简称PBZ)纳米陶瓷纤维制... 针对形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)材料在使用过程中因其较低的响应频率而很难应用于高频率场所问题,在聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,简称PVDF)薄膜中引入锆酸铅钡(Pb_(0.8)Ba_(0.2)ZrO_(3),简称PBZ)纳米陶瓷纤维制备柔性薄膜,并与NiTi合金弹簧复合制得PBZ/PVDF@SMA复合驱动器,通过薄膜的电卡效应加热及冷却SMA丝,与传统电流加热及自然冷却方式进行了对比。结果表明,缩短了SMA丝循环周期,提高了其响应频率,有利于扩大SMA的适用场所。 展开更多
关键词 形状记忆合金 聚偏氟乙烯薄膜 锆酸铅钡纳米纤维 复合驱动器 电卡效应 缩短周期
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基于形状记忆合金的软体指套设计与精确控制 被引量：1
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作者 韦畅旸 金虎 张世武 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第1期72-75,共4页
提出了一种基于形状记忆合金(SMA)弹簧驱动的软体指套。设计了基于霍尔传感器的传感系统,以精确感知指套弯曲状态。通过分析人手的结构和运动特征,建立了指套的运动学模型。最后,搭建实验平台,开展传感器标定实验分析,完成锯齿状速度曲... 提出了一种基于形状记忆合金(SMA)弹簧驱动的软体指套。设计了基于霍尔传感器的传感系统,以精确感知指套弯曲状态。通过分析人手的结构和运动特征,建立了指套的运动学模型。最后,搭建实验平台,开展传感器标定实验分析,完成锯齿状速度曲线跟踪。实验结果表明:软体指套通过高精度的位置信息和经典PID控制器,能够实现精确运动控制。 展开更多
关键词 形状记忆合金 霍尔传感器 软体指套 精确控制
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硼元素对CuAlNiMn形状记忆合金微观组织与力学性能的影响
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作者 杨院霞 千佳祥 +6 位作者 张江 郝刚领 王幸福 王新福 王伟国 李先雨 许巧平 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期70-79,共10页
通过在合金中引入微量硼元素,采用真空电弧熔炼炉制备Cu-12Al-4Ni-1Mn-x B(x=0%,0.1%,0.2%,0.3%,质量分数,下同)形状记忆合金,研究硼的添加对合金微观结构、物相转变和力学性能的影响。结果表明:硼的引入可显著细化晶粒,晶粒尺寸从数百... 通过在合金中引入微量硼元素,采用真空电弧熔炼炉制备Cu-12Al-4Ni-1Mn-x B(x=0%,0.1%,0.2%,0.3%,质量分数,下同)形状记忆合金,研究硼的添加对合金微观结构、物相转变和力学性能的影响。结果表明:硼的引入可显著细化晶粒,晶粒尺寸从数百微米下降至(11±3.45)μm。硼元素添加后,物相转变温度向高温侧移动,表明相变过程需要更高的热激活能。当硼含量为0.2%时,合金显微硬度得到提升,由未添加硼元素的(301.7±2.6)HV提高至(334.3±3.4)HV,这应与晶粒细化和硬脆相硼化物的析出有关。合金拉伸断裂强度和断后伸长率得到极大提升,当硼含量为0.2%时,断裂强度由(320±2.6) MPa提高至(788±17) MPa,伸长率由(1.44±0.05)%提高至(3.74±0.12)%,固溶退火后,二者进一步提升至(856±10.7) MPa和(5.78±0.16)%。分析表明,细晶强化、硼化物颗粒的沉淀强化以及固溶强化是力学性能提升的主要机制,合金断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。 展开更多
关键词 CuAlNiMn形状记忆合金 晶粒细化 微观结构 力学性能
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