具有強度控制功能的SMA纖維復合材料試件的制備方法研究.pdf

1、形狀記憶合金(SMA)作為一種智能材料,具有形狀記憶效應和超彈性,可以當作傳感器和驅動器來使用。將SMA纖維復合于金屬或環(huán)氧樹脂基體中形成SMA智能復合材料,其材料的性能例如模量、強度、阻尼等可以隨著SMA智能復合材料纖維的溫度的改變而改變。
　　 本文以制作出擁有強度控制功能并且具有工程實用價值的SMA復合材料構件主要目的。結合熱傳導和熱對流的理論,推導出SMA環(huán)氧樹脂復合材料的圓柱模型中SMA纖維表面溫度與通電電流之間的關系

2、,解決了環(huán)氧樹脂基體中SMA纖維在加熱過程中溫度不易測得的問題。利用直流電源加熱的方式對SMA纖維的回復力特性進行了試驗研究,NiTi形狀記憶合金纖維受限回復的應力高達747MPa。
　　 本文對SMA環(huán)氧樹脂基復合材料的手工制作方案和制備工藝進行了研究,利用PVC塑料片做模具可以保證試件的表面光滑,用泡沫塑料板做兩端的堵頭既可以用來固定纖維又可以防止樹脂沿著纖維與堵頭的縫隙漏出。設計制作的纖維固定裝置可以限制預應變SMA纖維在

3、高溫固化的過程中回復。采用本方案制作出的試件質量可靠,力學性能穩(wěn)定。
　　 高預應變的SMA纖維可以提供較大的回復力,然而,高預應變的SMA纖維在回復的過程中會對周圍基體產生很大的剪力,破壞纖維與基體之間的界面性能。因此,本文對不同預應變的SMA纖維復合材料試件在通電加熱的條件下進行了拉伸試驗,實驗結果表明,復合材料試件的拉伸強度隨著SMA預應變的增大而增加,復合材料試件脫膠時的應變隨著SMA預應變的增大而減小。