目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 智能結構 1
1.1.1 結構衍變歷史 1
1.1.2 智能材料特點 2
1.1.3 智能結構定義 4
1.2 形狀記憶合金 5
1.2.1 宏觀力學特性 5
1.2.2 微觀相變機制 7
1.2.3 SMA發(fā)展歷程 9
1.3 SMA智能結構 10
1.3.1 定義及分類 10
1.3.2 研制流程 12
1.4 國內外研究現(xiàn)狀 15
1.4.1 材料性能測試 15
1.4.2 本構模型表征 18
1.4.3 驅動器設計 22
1.4.4 工程應用 23
1.5 本書內容安排 33
參考文獻 34
第2章 SMA材料性能及測試方法 47
2.1 概述 47
2.2 相變溫度測試 47
2.2.1 概念及定義 47
2.2.2 測試方法 48
2.2.3 測試實例 50
2.3 基本力學性能測試 52
2.3.1 概念及定義 52
2.3.2 測試方法 54
2.3.3 測試實例 56
2.4 力學性能衰減測試 59
2.4.1 概念及定義 59
2.4.2 測試方法 60
2.4.3 測試實例 61
2.5 熱處理工藝 68
2.5.1 消除加工硬化 68
2.5.2 調節(jié)相變溫度 69
2.5.3 改善力學性能 70
2.5.4 設定初始形狀 71
2.6 小結 72
參考文獻 72
第3章 SMA本構模型 73
3.1 概述 73
3.2 多相變SMA本構模型 73
3.2.1 三維本構模型 73
3.2.2 有限元數(shù)值計算及驗證 80
3.2.3 一維本構模型 89
3.3 考慮循環(huán)衰減的一維本構模型 92
3.3.1 循環(huán)衰減特點 92
3.3.2 衰減控制方程 96
3.3.3 算例及驗證 97
3.4 擬溫度法 101
3.4.1 擬溫度法原理 101
3.4.2 擬溫度法算例 103
3.5 折線型超彈性本構模型 105
3.5.1 折線型模型 106
3.5.2 等價線性化分析 107
3.5.3 單自由度系統(tǒng)算例 108
3.6 小結 109
參考文獻 109
附錄符號對照表 112
第4章 SMA驅動器設計理論與方法 116
4.1 概述 116
4.2 驅動器分類及特點 116
4.2.1 恒定載荷驅動器 117
4.2.2 線性變載荷驅動器 117
4.2.3 突變載荷驅動器 118
4.2.4 不同運動輸出的驅動器 119
4.3 驅動器的性能設計 121
4.3.1 恒定載荷驅動器 121
4.3.2 線性變載荷驅動器 124
4.3.3 突變載荷驅動器 129
4.4 驅動器的壽命預測 132
4.4.1 失效過程分析 133
4.4.2 壽命預測模型 134
4.4.3 試驗驗證 138
4.5 小結 142
參考文獻 142
第5章 SMA航天壓緊釋放機構 145
5.1 概述 145
5.2 掛鉤式壓緊釋放機構SMA-100 145
5.2.1 設計需求分析 145
5.2.2 結構方案設計 146
5.2.3 驅動器設計 146
5.2.4 試驗測試與驗證 147
5.3 分瓣螺母壓緊釋放機構SMA-3600 150
5.3.1 設計需求分析 150
5.3.2 結構方案設計 151
5.3.3 驅動器設計 153
5.3.4 試驗測試與驗證 154
5.4 二級觸發(fā)壓緊釋放機構SMA-10000 158
5.4.1 設計需求分析 158
5.4.2 結構方案設計 158
5.4.3 驅動器設計 160
5.4.4 試驗測試與驗證 161
5.5 分組滾棒壓緊釋放機構SMA-30000 168
5.5.1 設計需求分析 168
5.5.2 結構方案設計 168
5.5.3 驅動器設計 170
5.5.4 試驗測試與驗證 171
5.6 小結 175
參考文獻 175
第6章 SMA航天鎖緊機構 177
6.1 概述 177
6.2 SMA磁懸浮飛輪鎖緊機構 177
6.2.1 設計需求分析 177
6.2.2 結構方案設計 178
6.2.3 驅動器設計 179
6.2.4 試驗測試與驗證 180
6.3 SMA饋源鎖緊機構 185
6.3.1 設計需求分析 185
6.3.2 結構方案設計 185
6.3.3 驅動器設計 186
6.3.4 試驗測試與驗證 187
6.4 SMA電機 190
6.4.1 設計需求分析 190
6.4.2 結構方案設計 191
6.4.3 驅動器設計 192
6.4.4 試驗測試與驗證 194
6.5 小結 196
參考文獻 197
第7章 SMA減振結構 199
7.1 概述 199
7.2 主動變剛度的轉子支承結構 199
7.2.1 設計需求分析 199
7.2.2 結構方案設計 200
7.2.3 驅動器設計 204
7.2.4 試驗測試與驗證 205
7.3 擬橡膠金屬減振器 210
7.3.1 擬橡膠金屬元件 211
7.3.2 減振器結構 215
7.3.3 減振器性能試驗 215
7.3.4 其他SMA阻尼減振結構 220
7.4 考慮預應力的大阻尼減振器設計 223
7.4.1 預壓縮對SMA減振器特性的影響 225
7.4.2 考慮預壓縮、預拉伸影響的減振器設計 229
7.5 小結 232
參考文獻 233
第8章 SMA強度自適應結構 234
8.1 概述 234
8.2 主動阻止裂紋擴展結構 234
8.2.1 工作原理 234
8.2.2 結構制作 236
8.2.3 結構方案設計 237
8.2.4 試驗測試與驗證 242
8.3 均載螺栓 249
8.3.1 工作原理 250
8.3.2 結構方案設計 252
8.3.3 試驗測試與驗證 254
8.4 小結 259
參考文獻 259
第9章 總結 261
9.1 研制流程總結 261
9.2 未來發(fā)展趨勢 270
參考文獻 271