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智能材料與結構ppt課件-wenkub.com

2025-05-09 12:11 本頁面
   

【正文】 92? 智能材料結構在服裝方面也大有應用前景,如用智能材料制成的服裝,其尺寸、導熱性和孔隙度能隨著周圍環(huán)境(溫度、濕度)的變化而變化,保證使用者美觀和舒服。90? 智能材料結構在體育和醫(yī)療用具方面也有很多應用,例如可以將部分網(wǎng)球拍的網(wǎng)絲換成形狀記憶合金絲,用開關控制激勵形狀記憶合金絲,這樣的網(wǎng)球拍具有不同的柔性,擊出的球具有不同的力度,使對方無法估計球的落點和力度。 埋入的光導纖維可以用作通訊、強度檢測,代替原來的導線,并實現(xiàn)整個建筑物的辦公自動化。86? 如果在翼面中埋入傳感元件和驅動元件,利用驅動元件改變機翼翼面下表面的曲度,就可以使機翼具有足夠的升力,并且不增大阻力。 84? 航空和航天飛行器方面的重點研究內容之一是智能表層。83? 日本繼美國以后,在日本技術局主持下,開展智能材料結構的研究。海軍規(guī)劃則著重于水中潛艇噪聲強度的控制。同時美國國防部 FY92_FY96的邊緣科學研究規(guī)劃(即代號 UR1) 及陸軍科研局和海軍科研局都給于智能材料與結構探索者贊助。? 首先開展智能材料結構研究的是美國軍界,約在 1984年美國陸軍科研局就旋翼飛行器技術研究給于贊助,研究內容是減小旋翼槳葉的振幅和扭曲。 用記憶合金固定骨折等環(huán)患處,患者痛苦少,功能恢復快,是非常行之有效的方法。手術后通過體外加熱使溫度高于體溫 5- 10℃ ,這時 TiNi合金棒逐漸回復到高溫相狀態(tài),產(chǎn)生足夠的矯正力。75? 脊柱側彎矯形用哈氏棒通常是用不銹鋼制成,但由于植入人體后以及在隨后使用中,矯正力明顯下降,甚至在半個月后下降 55%,故通常必須進行再次手術以調整矯正力,使患者在精神上、肉體上承受較大痛苦。是用于矯形絲的各種材料的負載與變形曲線。因此佩帶嬌正絲時,即使產(chǎn)生很大的變形也能保持適宜的矯正力,不僅操作方便,療效好,而且可減輕患者的不適感。近年來血管擴張元件等應用也見報道。在現(xiàn)有的實用記憶合金中,經(jīng)過大量實驗證實,僅 TiNi合金滿足上述條件。 ? ( 4)高阻尼性能,在沖擊波和震動能量下, SMA的阻尼效率高達 90%。 設計中,記憶元件與偏動彈簧不一定在同一軸上,根據(jù)需要以不同方式、不同角度配合以完成特定的往返動作需要。目前,我國已在熱水器等設備上裝有 CuZnAl記憶元件。其特點時利用形狀記憶特性,在一定溫度內,產(chǎn)生顯著的位移或力的變化。65? 用作連接件,是記憶合金用量最大的一項用途。64173。 不同量的離子置換 PZT時產(chǎn)生相變,四面體結構和六面體結構均為鐵電相,而八面體結構為反鐵電相,當施加電場時會誘使反鐵電相轉變鐵電相,從而產(chǎn)生應力。它是典型的鈣鈦礦結構,點陣結構為 E2型,空間群為 O12, 一般分子式為 ABO3, A和 B為金屬離子,這里 A是( Pb2+)B(Zr4+、 Ti4+)離子。與形狀記憶合金相比,這種材料由于電場改變速度和范圍比溫度大的多,因而影響速度快,使用范圍寬,不足之處是應變范圍還不夠大( — 1%),但這也許適合某些特定的場合。因此實際應用要綜合考慮材料的用途、使用環(huán)境、使用方法及成本等各因素,以便選取合適的形狀記憶合金。在記憶元件的設計、制造及使用中,不僅關心材料的相變溫度,還必須考慮其回復力、最大回復應變、使用中的疲勞壽命及耐腐性能等。? 具有形狀記憶效應的合金系已達二十多種,但其中得到實際應用的僅集中在TiNi合金與 CuZnAl合金, CuAlNi及FeMnSi系記憶合金也在開發(fā)應用中。直到 1982年有關 FeMnSi記憶合金研究論文的發(fā)表,才引起材料研究工作者極大的興趣。 173。因而近二十年來銅基形狀記憶合金的應用較為活躍 ,但需要解決的主要問題是提高材料塑性改善對熱循環(huán)和反復變形的穩(wěn)定性及疲勞強度等。502.51%(原子分數(shù) )Ni合金不僅具有雙向記憶性能 ,而且在高溫與低溫時 ,記憶的形狀恰好是完全逆轉的。47? 加熱到 Af以上溫度 ,試件回復到高溫態(tài)形狀后 ,降溫到 Ms以下 ,再變形試件使之成為前述的低溫所需形狀 ,如此反復多次后,就可獲得雙向記憶效應 ,在溫度升降過程中 ,試件均可自動的反復記憶高低溫時的二種形狀。46? 為了使合金式樣反復多次的在升溫和降溫中可逆的發(fā)生形狀變化 (即雙向記憶 ),最常用的方法是進行記憶訓練 (又稱鍛煉)。1000固熔處理后淬入冰水 ,再經(jīng) 400173。對于冷加工后成形困難的材料,可以在 800以上進行高溫退火,這樣在室溫極容易成形,隨后于 200173。? 并且由于減少相變滯后,使該類合金具有一定的使用價值。 第三元素對 TiNi合金相變溫度的影響也極為引人注目。 ? 等原子比的 TiNi合金是應用的最早的形狀記憶合金,其中 Ni元素的質量分數(shù)為55~ 56%。在所有形狀記憶合金體系中 Ni—Ti 合金是最具有使用價值的,有人做過數(shù)百萬次實驗,發(fā)現(xiàn)其恢復性能仍然保持。39? 形狀記憶合金這些特有的功能與外界溫度和內部的馬氏體相應密切相關。 38? ( 3)形變恢復應力,在 Mf溫度下樣品受壓變形,去掉壓力,保持在位置上再加熱,這時恢復應力產(chǎn)生。? 形狀記憶合金是研究最早的一種材料,它的操作功能主要分為 5個方面。 ? ? 34? 隨著溫度下降,馬氏體量會逐漸增多,直到 Mf溫度時,馬氏體轉變才終止。33? 形狀記憶效應是由于馬氏體相變造成的。 32? 圖 11173。 Af’ 以上時,試件就反向變化成圖 11173。30? NiTi合金的全方位記憶薄片的模式圖見圖 11173。28? 對材料進行特殊的處理,使材料能夠記住高溫和低溫狀態(tài)的兩種形狀,即加熱時恢復高溫形狀,低溫時恢復低溫形狀,我們稱之為雙程形狀記憶效應或可逆形狀記憶效應。 SMA.)。就象合金記住了高溫狀態(tài)的形狀一樣。 形狀記憶材料及性能 這種壓電陶瓷纖維可與聚氨脂復合制成熱釋電復合材料、電光復合材料以及半導體鐵電纖維,壓電纖維的主要應用就是制成壓電復合材料,集傳感與驅動于一體。 在同樣單位應力作用下,有機聚合物壓電材料產(chǎn)生的電場強度要比陶瓷壓電材料大若干倍。利用這些材料的功能,加上精細的復合設計和制作便得到聚傳感、驅動和控制于一體的智能材料。年代以來,研究方向傾向民用,特別是智能土建結構的研究與發(fā)展,加速了智能材料與結構的全面發(fā)展,這一時期
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