文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
SMA复合混凝土梁智能自监测自修复试验研究
姓名:韩全治
申请学位级别:硕士
专业:防灾减灾工程及防护工程
指导教师:狄生奎
20080428
摘要本文针对实际桥梁工程在使用过程中可能出现不宜继续使用的裂缝损伤,设计了在混凝土梁中沿梁长度方向埋入瞥傻募蚧峁沽逊熳约嗖庾孕薷粗能混凝土梁式桥梁结构模型。透过试验验证了形状记忆合金作为传感元件和驱动元件用于结构健康监测的可行性。试验中首先测定了合金丝的基本特性,包括:随温度变化的力学特性、随应变幅值变化的力学特性、合金电阻特性、合金温度特性;其次,利用通用软件D饬藄对混凝土梁变形的控制过程,为试验的进行寻求了理论依据。最看进行了春匣炷亮褐悄茏约嗖夥薷词验,将预拉产生塑性变形的形状记忆合金丝在马氏体相状态下埋入混凝土梁中,试验模型中外接两路电路,一路为缱璨舛ǖ缏罚涣硪宦肺猄激励电路,用于加热合金丝。臕电阻测定电路对在结构变形过程中引起的康牡缱变化进行实时测定。试验模拟并分析了结构变形时牡缱璞浠牖炷亮罕形之间的关系,拟合出梁裂缝宽度变化与缱璞浠实那吖叵担玫搅嗽混凝土梁允许裂缝范围内对应的缱璞浠实陌踩危枚許诘缱的变化监测实现对混凝土梁损伤过程的实时监测,实现了混凝土梁桥在突发开裂情况下的智能预报;同时根据预报对梁中埋入的凳┫嘤Φ牡缪辜だ诘流作用下,随着合金丝温度的升高,合金内部发生由马氏体相向奥氏体相的转变,在马氏体相状态下产生的塑性交形隧之消失并产生回复力作用于潺凝土使结构变形恢复,实现混凝土裂缝的自愈合,实现结构的紧急自修复。关键字:结构健康监测,形状记忆含金,智能结构,紧急自修复硕士学位论文
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导师签名:撒%奄作者签名:型琶至近磊玺遵日期:阳狰石月//日日期:跄辍卧拢作者签名:算巾工札兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明日期:.≯唆了年∥月/,日学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。硕士学位论文
第羔章绪论羔。重智能材料与智麓材料系统智能材料和结构的应用材料是人类生产、生活的物质基础,材料的发展与应用标志着人类文明的进步,它在国民经济建设和国防建设中起着重要的作用。新材料是高技术产业的先导,丽智能材料又开创了材料发展的新纪元,被认为是二十一世纪最重要、最有发展潜力的新材料。“是近年来世界各发达国家重视的新材料离技术体系,熟全瓶的构思源于仿生,目的是要获得类似人的各种功能的“活”的材料。智能材料的来源可以追溯到世纪年代,美匡学者錽热私ü庀埋入聚合物基碳纤维复合材料中,称之为自适应材料灰恍学者认为是智能材料的首次试验。世纪年代中期,人们提出了智能材料的概念。智能材料是模仿生命系统,能感知环境变化,并能实时地改变自身的一种或多种性能参数,做出所期望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合。此外,智能材料要求材料体系集感知、驱动和信息处理于一体,形成类似生物材料那样的具有智能属性的材料,具备自感知、自诊断、融适应、自修复等功裁。由于这种材料不是过去常见的、单一的、简单的组织结构,因此常称之为智能材料系统。目前智能材料正在形成新材料领域的一门新的分支学科。智能材料与结构系统在土木工程领域中有着巨大的应用潜力。在土木工程中,智能材料与结构系统及其应用技术仔似鹩敕⒄共唤鲆馕蹲沤峁构δ艿脑銮浚峁故褂眯的提高和结构设计形式的优化,更重要的是对传统土木工程的结构设计、建造、维护及使用控制等许多观念的更新。智能材料的基本组元有:光导纤维、压电材料、电磁流变体、形状记忆合金、磁致伸缩材料、各类半导体敏感材料和高分子智能材料,所有这些都在智能材料的系统中有着广泛的应用俊年曰《华盛顿邮报》以“智能材料可能产生奇迹”的标题描述了智能材料与结构的未来。文章说:过不了多久,智能飞机的机翼可以像鸟的翅膀一样弯曲,自动改变形状,从而提高升力和减小阻力;桥梁和电线杆在快要断裂时可以发出掇警信号,然后自动加固自