پیشینه تحقیق تاریخچه ، کاربرد آلیاژهای هوشمند SMA  دارای ۴۰ صفحه می باشد   فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱:تاریخچه    ۴
۲-کاربردهای آلیاژهای حافظه شکل    ۵
۲-۱: کنترل غیر فعال    ۵
۲-۱-۱: ابزارهای جداگر    ۶
۲-۱-۲:ابزارهای اتلاف انرژی SMA    ۶
۲-۱-۲-۱: اتصالات    ۶
۲-۱-۲-۲: تقویت و بهسازی سازه های قدیمی    ۷
۲-۲: SMAها برای کنترل فعال سازه ها    ۷
۳:چگونگی بروز خواص آلیاژهای حافظه دار شکلی    ۹
۳-۱: تعریف ها و بیان ویژگی های فاز های آلیاژ نیتینول    ۹
۳-۲: نحوه انتقال فازهای آلیاژهای نیتینول    ۱۰
۳-۲-۱:انتقال فاز برگشت یا معکوس (تبدیل مارتنزیت به آستنیت)     ۱۰
۳-۲-۲: انتقال فاز رفت یا مستقیم (تبدیل آستنیت به مارتنزیت)     ۱۱
۳-۳: سایر ویژگی های تبدیل فاز    ۱۲
۳-۳-۱: اثر سرعت بارگذاری در رفتار آلیاژهای حافظه دار شکلی    ۱۲
۳-۳-۲: اثر حافظه داری یک طرفه و دو طرفه    ۱۲
۳-۳-۳:رفتار ترمومکانیکی    ۱۳
۳-۳-۴: تعریف خاصیت ارتجاعی کاذب    ۱۳
۳-۳-۵: تنش بازیافتی و نیروی محرک    ۱۳
۴: کریستالوگرافی آلیاژ Nitinol    ۱۴
۴-۱ :  تغییر حالت های مارتنزیتی و پدیده حافظه دار شدن    ۱۴
۴-۲:تغییر حالت تبدیل آستنیت به مارتنزیت    ۱۴
۴-۳: بررسی پدیده حافظه داری    ۱۶
۵:پیشینه تحقیق    ۱۷
۵-۱: مقایسه رفتار لرزه ای سیستم های دارای بادبند ساخته شده از آلیاژهای حافظه دار شکلی و سیستم های دارای بادبندهای BRB    ۱۷
۵-۲:کنترل غیرفعال در پلها توسط آلیاژهای هوشمند    ۲۳
۵-۳: تقویت و بهسازی سازه های بتنی(دیوار برشی) با استفاده از آلیاژهوشمند    ۲۵
منابع:    ۳۳

منابع:

[۱] Auricchio F. Fugazza D, Desroches R., (2006), “Earthquake performance of steel frames with Nitinol

braces,” Earthquake Engineering , __, 10,pp1-22

[۲]Buehler Wj, GilfrichJw,WileyRc.,Effect of low-tempreture phase changes on the mechanical properties of alloys near composition NiTi , jounal of Applied physics 34(1963)P475

[۳] Desroches R, Smith B., (2003) “Shape memory alloys in seismic resistant design and retrofit: a critical

review of their potential and limitations,” Earthquake Engineering, _7(3_), pp15-1

[۴]Dolce m. Cardone D, Marnetto R., (2001), “SMA re-centering devices for seismic isolation of civil

structures,” Proc. of SPIE, 4330,pp238-249

[۵]Dolce, M and Cardone, D., 2001, Mechanical behavior of shape memory alloys for seismic applications: part 2- austenite NiTi wires subjected to tension, International Journal of Mechanical Sciences, 43:2657-2677

[۶]Fugazza, D.,2003,shape memory alloys devices in earthquake engineering:mechanical properties, constitutive modeling and numerical simulation, theses for master Degree,Earthquakeengineering,Rose school.

[۷] Hui Li, Zhi-qiang Liu, Jin-ping Ou, “Experimental study of a simple reinforced concrete beam

temporarily strengthened by SMA wires followed by permanent strengthening with CFRP plates”,

Engineering Structures, vol 30, China, 2008, pp. 716–۷۲۳٫٫

[۸]JaakkoHeinonen, IsmoVessonen, Paul Klinge, ErkkiJa¨rvinen, “Controlling stiffness of a frame

spring by changing the boundary condition with an SMA actuator”, Computers and Structures vol

۸۶, Finland, 2008, pp. 398–۴۰۶

[۹]Jos´e Sepulveda, Rub´enBoroschek, Ricardo Herrera, Ofelia Moroni, Mauricio Sarrazin, “Steel

beam–column connection using copper-based shape memory alloy dampers”, Journal of

Constructional Steel Research, vol 64, Chile, 2008, pp. 429–۴۳۵٫

[۱۰]N.M.Newmark. A method of computation for structural dynamics. Journal of the Engineering Mechanics Division,ASCE,pages 67-94,1959.

[۱۱]Seismic response of steel braced frames with shape memory alloy braces

Asgarian, S. Moradi_

Civil Engineering Faculty, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

۱:تاریخچه

Dr.Wiliam.j.Buehler       اولین نفری بود که به حافظه دار بودن این آلیاژها پی برد.

اکتشاف حقیقی خاصیت حافظه دار بودن آلیاژ به طور تصادفی به دست آمد.در نشست هیئت مدیره لابراتوار یک نوار از این آلیاژ که مدتها از خم شدن آن می گذشت مهیابود.یکی از حاضران به نام « دکتر دیوید» نوار را با فندک مخصوص پیش گرم کرد وبه طور شگفت آوری نوار کشیده شد و به حالت اولیه خود برگشت.

در سال ۱۹۳۲ مشاهدات ثبت شده درباره پدیده حافظه داری شکلی توسطChange   و Read انجام شد.آنها وارون پذیری حافظه شکلی را درAu-Cd از طریق مطالعات فلز شناسی و تغییرات مقاومت آلیاژ ، بررسی کردند

در سال ۱۹۵۶ مشاهدات و نتایج تحقیقات مربوط به تز دکترای Horbojen  در موضوع اثر حافظه دار در آلیاژCu-Zn  منتشر شد. در سال ۱۹۶۱در لابراتوار اسلحه و مهمات نیروی دریایی White Oakبود ،که به خاصیت بی همتاو شگفت انگیز این گونه آلیاژها پی برده شد.

در سال ۱۹۶۳ ،Buhler و همکارانش [۲]،به بررسی پدیده حافظه داری شکلی در آلیاژ تیتانیم و نیکل که دارای اتمهای برابر می باشند پرداختند. در این هنگام تحقیق درباره متالورژی و کاربردهای عملی اولیه آن به طور جدی آغاز شد.

در سال ۱۹۶۷،Buhler و همکارانش تحقیقات گسترده خود را بررویNitionol و کاربردهای تجاری فراوان در صنایع ارائه دادند . از جمله کاربردهای مطرح شده ساخت کوپلینگ توسط شرکت  Raychem برای اتصال لوله های هیدرولیکی می باشد. که در صنایع هوایی و نیروی دریایی ایالات متحده وهمچنین در حوزه های نفتی دریای شمال مورد استفاده قرار گرفت.  و از آن پس تا کنون هر روز کاربردهای بیشتری از این آلیاژ ارزشمند در زمینه های گوناگون یافت می شود.

۲-کاربردهای آلیاژهای حافظه شکل

الف) : کاربردهای کلی  آلیاژهای حافظه شکل:

آلیاژهای حافظه دار کاربرد وسیعی در صنایع مختلف دارند. از جمله این کاربردها ، کاربردهای پزشکی و دندانپزشکی ، هوافضا ، صنایع خودروسازی ، صنایع الکترونی و البته صنایع عمرانی می باشد.

علت کاربردهای فراوان این ماده سه خصوصیت منحصر به فرد آن است:

۱-رفتار سوپر الاستیک (ابرکشسان):همانگونه که پیشتر گفته شد اثرابرکشسان به پدیده ای اطلاق می شود که در آنSMAها (البته تحت شرائط خاص خود) می توانند مقدار زیادی از تغییرشکل های غیر الاستیک را متحمل شوند و پس از حذف بار شکل اولیه خود را بدون کرنش پسماند بازیابی کنند.این خاصیت در وسایل سوپرالاستیک که انعطاف پذیری بالا و یا قابلیت تحمل نیروی گشتاوری زیاد نیاز باشد مورد استفاده قرار می گیرد. این مواد توانائی جذب مقادیر زیاد کرنش را دارند. از جمله این مواد آلیاژ NiTi  می باشد.

۲-اثر حافظه شکلی: طبق تعریف قبلی اثر حافظه شکلی به پدیده ای اطلاق می شود که در آن نمونه های تغییر شکل یافته این آلیاژها به واسطه این خصوصیت منحصر به فرد در اثر اعمال یک سیکل حرارتی به شکل اولیه خود باز می گردند.این خاصیت در وسایل اثر حافظه داری برای بازیابی شکل ویژه جسم تحت دمائی بالاتر از دمای تغییر حالت استفاده می شود. از این اثر همچنین برای ایجاد نیرو یا انجام کار استفاده می شود (مثل بست ها و اتصالات)

۳- خاصیت میرا کنندگی: همان طور که گفته شد این آلیاژها مقاومت خستگی بسیار خوبی دارند و به علاوه به راحتی تغییر فرم می دهند و در نتیجه می توان از این مواد در جذب کننده های ارتعاش ، سیم های با مقاومت خستگی بالا و ابزار جراحی با خم شدن مکرراستفاده نمود .

ب) کاربرد آلیاژهای حافظه دار شکلی در مهندسی عمران:

۱-کاربرد غیر فعال [۱]: شامل سیستم های جداگر پی و سیستم های استهلاک انرژی (توسط رفتار ابر کشسان)هستند که در آن به منبع خارجی نیاز نیست و نیروهای ضربه ای و تماسی در پاسخ به حرکت سازه ها ایجاد و گسترش داده می شوند.

۲-کاربرد نیمه فعال[۲]: ابزار کنترل نیمه فعال برای تعدیل و تنظیم خصوصیات سازه ای به کار می روند مانند تغییر فرکانس طبیعی سازه. و به طور قابل ملاحظه ای انرژی کمتری از ابزار کنترل فعال مصرف می کنند.

۳-کاربرد فعال[۳]: در این کاربرد یک منبع خارجی محرک هائی را برای به کارگیری نیروهائی به سازه مورد نظر جهت کنترل وارد می کند..کاربرد این مواد با ایجاد رفتار بازگرداننده در سازه به عنوان محرک ها و حسگرها برای کنترل ارتعاشات سازه است.

اکنون به تفضیل به بررسی هریک از این کاربردها و تحقیقات عملی انجام شده درباره آنها می پردازیم.

۲-۱: کنترل غیر فعال

کنترل غیر فعال سازه ها به وسیله SMAها در واقع از خاصیت ابرکشسان برای کاهش تغییرشکل های پلاستیک سازه های تحت بارگذاری شدید ، بهره می گیرد

SMA ها به طور موثر می توانند از طریق دو مکانیسم برای این هدف به کار روند سیستم های جداگر (عایق) پی و سیستم مستهلک کننده انرژی.در یک سیستم جداگر پی ، SMA ها بین بخش فوقانی سازه و زمین ، به منظور ایجاد یک سیستم مجزا و زدودن انرژی لرزه ای منتقل شده از حرکت زمین به بخش بالائی سازه نصب می شود و بنابراین خسارت وارد به بخش فوقانی (اصلی) کاهش می یابد. در سوی دیگر ، در روش استهلاک انرژی ، اجزای SMA مارتنزیتی یا آستنیتی ترکیب شده در سازه ، انرژی ارتعاشی تحمیل شده به سازه را جذب می کنند.(لازم به ذکر است که آلیاژ نیتینول دارای دو فاز به نام  های آستنیت[۴] و مارتنزیت[۵] است که به تفضیل در بخش های بعدی درباره آنها بحث خواهد شد) یک جداگر SMA ، مطابق با سطوح مختلف تحریک ، میزان اتلاف انرژی و بازگردانندگی و سختی متغیری را در سازه به وجود می آورد.

۲-۱-۱: ابزارهای جداگر[۶]

سیستم های جداگر به کار رفته شامل ابزارهای بازگرداننده سیمی SMAبرای ساختمان ها ، سیستم های جداگر فنری SMA و سیستم های جداگر تاندولی SMA برای قاب های برشی می باشند.

در اصل برای کنترل غیر فعال ارتعاشات ، فاز مارتنزیت ظرفیت میرائی بزرگتری دارد  هرچند که نیازمند گرمای خارجی به منظور ایجاد یک تغییرشکل فازی برای بازگرداندن شکل اصلی سازه می باشد و از طرف دیگر SMA های سوپر الاستیک ظرفیت میرائی کمتری دارند اما یک نیروی بازگردانندگی قوی برای بازیابی شکل اولیه سازه دارند و لذا کرنش پسماند کوچکی در این نوع SMA ها باقی خواهد ماند.

به همین علت Docle  و همکارانش[۴] میراگرهائی را ساختند که در آن از دو سری حلقه استفاده شده است . یک سری از این حلقه ها در حالت آستنیت برای ایجاد رفتار بازگردانندگی و حلقه دیگر در حالت مارتنزیت برای افزایش ظرفیت استهلاک انرژی به کار می روند. در این سیستم یک مفتول  SMA دور سه میله پیچانده شده و به لوله هائی متصل می شود که به صورت متقابل قابل حرکت هستند. یکی از این دو لوله به سازه و دیگری به پی متصل می باشد . وقتی که جابجائی خلاف جهت هم بین سازه و پی ایجاد می شود مفتول ها افزایش طول داده و انرژی اعمالی مستهلک می شود.(شکل ۲-۱)

[۱]Passive control

[۲]Semi-active control

[۳]Active control

[۴]-Austensite

[۵]-Martensite

[۶]-SMA isolation devices

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.