基于改进的多段线性本构模型的超弹性 SMA螺旋弹簧力-位移关系研究

作者：黄斌; 吕泓旺; 宋阳; 吴羿兴

来源：地震工程与工程振动, 2019, 39(04): 8-21.

DOI：10.13197/j.eeev.2019.04.8.huangb.002

• SMA螺旋弹簧
• 超弹性
• 本构模型
• 力-位移关系
• 拉伸试验

提出了一种改进的多段线性形状记忆合金(SMA)本构模型,在此基础上,结合螺旋弹簧的基本力学性能,给出了复杂荷载下超弹性SMA螺旋弹簧力-位移关系模型的数值仿真方法。对Motahari提出的SMA多段线性本构模型进行了改进,给出了子环曲线弹性模量的定义,使子环的模拟更加逼近试验结果。同时,考虑到SMA螺旋弹簧的轴向大变形,将原来的一维模型推广到兼顾截面扭转和弯曲两种效应的二维模型。通过两种NiTi螺旋弹簧试件在多种荷载工况下的拉伸试验,对所建立的力-位移关系仿真模型进行了验证。仿真与试验结果表明,应用建立的超弹性SMA螺旋弹簧力-位移关系模型能较为准确地模拟复杂加载工况下弹簧的力学行为。和Motahari模型相比,本文提出的力-位移模型更接近试验结果。

• 单位
  土木工程与建筑学院; 武汉理工大学