形状记忆合金混杂复合材料层合板变刚度调控机制

作者：王雁雪; 柯俊^*; 吴震宇; 杨寅泽

来源：工程塑料应用, 2023, 51(02): 8-28.

DOI：10.3969/j.issn.1001-3539.2023.02.002

• 形状记忆合金
• 复合材料
• 变刚度
• 调控机制
• 层合板
• 有限元

形状记忆合金混杂复合材料(SMAHC)是一种能够主动变化刚度的智能复合材料。为了研究形状记忆合金(SMA)对SMAHC层合板刚度调控的影响，对分布式、模块化地植入SMA的层合板进行三点压弯实验。以SMA数量、单层中SMA排布位置与SMA预应变作为3个独立变量进行正交实验设计，测试了不同试样在不同温度下的刚度值，以研究如何有效地实现刚度调控。采用等效热膨胀法建立SMAHC层合板的有限元模型与实验结果进行对比，总结了SMAHC层合板的变刚度调控机制。分析结果表明，SMA非对称排布的层合板比SMA对称排布的层合板平均刚度提升16.67%；植入8段SMA的层合板比植入4段SMA的层合板平均刚度提升15.26%；通过调整SMA的温度，可以精准地实现SMAHC层合板的刚度调控；模块化、分布式的植入方式能够改变SMAHC层合板整体的应力分布，提升层合板刚度调控精度、降低SMA纤维用量，而且能保证个别SMA失效后层合板整体仍然有一定的变刚度能力。

• 单位
  浙江理工大学