定 價(jià)：98 元
叢書(shū)名：現(xiàn)代數(shù)學(xué)基礎(chǔ)叢書(shū)
- 作者：閆曉軍, 張小勇著
- 出版時(shí)間：2015/1/1
- ISBN：9787030428714
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類(lèi)：V252.2
- 頁(yè)碼：284
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開(kāi)本：大32開(kāi)
《形狀記憶合金智能結(jié)構(gòu)》以航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求為背景，通過(guò)開(kāi)展設(shè)計(jì)需求分析、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、材料性能測(cè)試、本構(gòu)模型表征、驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化、試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證、產(chǎn)品工程化等環(huán)節(jié)，提出和發(fā)展了針對(duì)形狀記憶合金智能結(jié)構(gòu)較完整的基礎(chǔ)理論、設(shè)計(jì)方法及研制流程；同時(shí)，給出了形狀記憶合金智能結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用實(shí)例，以期進(jìn)一步推動(dòng)形狀記憶合金智能結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 智能結(jié)構(gòu) 1
1.1.1 結(jié)構(gòu)衍變歷史 1
1.1.2 智能材料特點(diǎn) 2
1.1.3 智能結(jié)構(gòu)定義 4
1.2 形狀記憶合金 5
1.2.1 宏觀力學(xué)特性 5
1.2.2 微觀相變機(jī)制 7
1.2.3 SMA發(fā)展歷程 9
1.3 SMA智能結(jié)構(gòu) 10
1.3.1 定義及分類(lèi) 10
1.3.2 研制流程 12
1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 15
1.4.1 材料性能測(cè)試 15
1.4.2 本構(gòu)模型表征 18
1.4.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 22
1.4.4 工程應(yīng)用 23
1.5 本書(shū)內(nèi)容安排 33
參考文獻(xiàn) 34
第2章 SMA材料性能及測(cè)試方法 47
2.1 概述 47
2.2 相變溫度測(cè)試 47
2.2.1 概念及定義 47
2.2.2 測(cè)試方法 48
2.2.3 測(cè)試實(shí)例 50
2.3 基本力學(xué)性能測(cè)試 52
2.3.1 概念及定義 52
2.3.2 測(cè)試方法 54
2.3.3 測(cè)試實(shí)例 56
2.4 力學(xué)性能衰減測(cè)試 59
2.4.1 概念及定義 59
2.4.2 測(cè)試方法 60
2.4.3 測(cè)試實(shí)例 61
2.5 熱處理工藝 68
2.5.1 消除加工硬化 68
2.5.2 調(diào)節(jié)相變溫度 69
2.5.3 改善力學(xué)性能 70
2.5.4 設(shè)定初始形狀 71
2.6 小結(jié) 72
參考文獻(xiàn) 72
第3章 SMA本構(gòu)模型 73
3.1 概述 73
3.2 多相變SMA本構(gòu)模型 73
3.2.1 三維本構(gòu)模型 73
3.2.2 有限元數(shù)值計(jì)算及驗(yàn)證 80
3.2.3 一維本構(gòu)模型 89
3.3 考慮循環(huán)衰減的一維本構(gòu)模型 92
3.3.1 循環(huán)衰減特點(diǎn) 92
3.3.2 衰減控制方程 96
3.3.3 算例及驗(yàn)證 97
3.4 擬溫度法 101
3.4.1 擬溫度法原理 101
3.4.2 擬溫度法算例 103
3.5 折線(xiàn)型超彈性本構(gòu)模型 105
3.5.1 折線(xiàn)型模型 106
3.5.2 等價(jià)線(xiàn)性化分析 107
3.5.3 單自由度系統(tǒng)算例 108
3.6 小結(jié) 109
參考文獻(xiàn) 109
附錄符號(hào)對(duì)照表 112
第4章 SMA驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)理論與方法 116
4.1 概述 116
4.2 驅(qū)動(dòng)器分類(lèi)及特點(diǎn) 116
4.2.1 恒定載荷驅(qū)動(dòng)器 117
4.2.2 線(xiàn)性變載荷驅(qū)動(dòng)器 117
4.2.3 突變載荷驅(qū)動(dòng)器 118
4.2.4 不同運(yùn)動(dòng)輸出的驅(qū)動(dòng)器 119
4.3 驅(qū)動(dòng)器的性能設(shè)計(jì) 121
4.3.1 恒定載荷驅(qū)動(dòng)器 121
4.3.2 線(xiàn)性變載荷驅(qū)動(dòng)器 124
4.3.3 突變載荷驅(qū)動(dòng)器 129
4.4 驅(qū)動(dòng)器的壽命預(yù)測(cè) 132
4.4.1 失效過(guò)程分析 133
4.4.2 壽命預(yù)測(cè)模型 134
4.4.3 試驗(yàn)驗(yàn)證 138
4.5 小結(jié) 142
參考文獻(xiàn) 142
第5章 SMA航天壓緊釋放機(jī)構(gòu) 145
5.1 概述 145
5.2 掛鉤式壓緊釋放機(jī)構(gòu)SMA-100 145
5.2.1 設(shè)計(jì)需求分析 145
5.2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 146
5.2.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 146
5.2.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 147
5.3 分瓣螺母壓緊釋放機(jī)構(gòu)SMA-3600 150
5.3.1 設(shè)計(jì)需求分析 150
5.3.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 151
5.3.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 153
5.3.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 154
5.4 二級(jí)觸發(fā)壓緊釋放機(jī)構(gòu)SMA-10000 158
5.4.1 設(shè)計(jì)需求分析 158
5.4.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 158
5.4.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 160
5.4.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 161
5.5 分組滾棒壓緊釋放機(jī)構(gòu)SMA-30000 168
5.5.1 設(shè)計(jì)需求分析 168
5.5.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 168
5.5.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 170
5.5.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 171
5.6 小結(jié) 175
參考文獻(xiàn) 175
第6章 SMA航天鎖緊機(jī)構(gòu) 177
6.1 概述 177
6.2 SMA磁懸浮飛輪鎖緊機(jī)構(gòu) 177
6.2.1 設(shè)計(jì)需求分析 177
6.2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 178
6.2.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 179
6.2.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 180
6.3 SMA饋源鎖緊機(jī)構(gòu) 185
6.3.1 設(shè)計(jì)需求分析 185
6.3.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 185
6.3.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 186
6.3.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 187
6.4 SMA電機(jī) 190
6.4.1 設(shè)計(jì)需求分析 190
6.4.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 191
6.4.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 192
6.4.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 194
6.5 小結(jié) 196
參考文獻(xiàn) 197
第7章 SMA減振結(jié)構(gòu) 199
7.1 概述 199
7.2 主動(dòng)變剛度的轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu) 199
7.2.1 設(shè)計(jì)需求分析 199
7.2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 200
7.2.3 驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 204
7.2.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 205
7.3 擬橡膠金屬減振器 210
7.3.1 擬橡膠金屬元件 211
7.3.2 減振器結(jié)構(gòu) 215
7.3.3 減振器性能試驗(yàn) 215
7.3.4 其他SMA阻尼減振結(jié)構(gòu) 220
7.4 考慮預(yù)應(yīng)力的大阻尼減振器設(shè)計(jì) 223
7.4.1 預(yù)壓縮對(duì)SMA減振器特性的影響 225
7.4.2 考慮預(yù)壓縮、預(yù)拉伸影響的減振器設(shè)計(jì) 229
7.5 小結(jié) 232
參考文獻(xiàn) 233
第8章 SMA強(qiáng)度自適應(yīng)結(jié)構(gòu) 234
8.1 概述 234
8.2 主動(dòng)阻止裂紋擴(kuò)展結(jié)構(gòu) 234
8.2.1 工作原理 234
8.2.2 結(jié)構(gòu)制作 236
8.2.3 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 237
8.2.4 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 242
8.3 均載螺栓 249
8.3.1 工作原理 250
8.3.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 252
8.3.3 試驗(yàn)測(cè)試與驗(yàn)證 254
8.4 小結(jié) 259
參考文獻(xiàn) 259
第9章 總結(jié) 261
9.1 研制流程總結(jié) 261
9.2 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 270
參考文獻(xiàn) 271
第1章緒論
1.1智能結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)是反映有形物體或無(wú)形認(rèn)知等相互之間關(guān)系的概念。結(jié)構(gòu)本身可以由一個(gè)或多個(gè)物體組成，如機(jī)械結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)等；也可以是一種屬性，如社會(huì)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等［1，2］。本書(shū)的結(jié)構(gòu)是指由單個(gè)或者多個(gè)物體組成，能夠維持自身形狀，并具有一定剛度、阻尼和承載能力的裝配體。
按照來(lái)源不同，結(jié)構(gòu)可以劃分為天然結(jié)構(gòu)和人造結(jié)構(gòu)。天然結(jié)構(gòu)廣泛存在于自然界中，如巖石、地殼、植物和動(dòng)物的組成部分等；人造結(jié)構(gòu)是人類(lèi)在自然界物體的基礎(chǔ)上發(fā)明和制造的，如石器、機(jī)械、電子產(chǎn)品等。
1.1.1結(jié)構(gòu)衍變歷史
天然結(jié)構(gòu)，尤其是生物體相關(guān)的結(jié)構(gòu)，在大自然的長(zhǎng)期進(jìn)化和衍變過(guò)程中，形成了經(jīng)過(guò)優(yōu)化、高效的組織形式，使結(jié)構(gòu)不單具有傳統(tǒng)的剛度、承力、支撐功能，還能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化，自我傳感、思考、驅(qū)動(dòng)，以改變自身的狀態(tài)，適應(yīng)外界環(huán)境，具有智能化的特征。例如，人類(lèi)的皮膚（圖1.1），它本身集多種傳感、驅(qū)動(dòng)功能為一身，不僅作為人體的保護(hù)結(jié)構(gòu)，還具有溫度、濕度、壓力等傳感功能，能驅(qū)動(dòng)毛孔、汗毛、汗腺等的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人體溫度調(diào)節(jié)。再如，蠶繭（圖1.2）是非常輕質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高效，不僅透氣性好，還有一定的阻尼，能夠消耗一定的外界攻擊能量，保護(hù)蠶蛹免受傷害。
圖1.1人類(lèi)皮膚結(jié)構(gòu)
圖1.2蠶繭
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