فرضیه به دلیل خواص منحصر به فردی از قبیل چگالی کم، قیمت مناسب، تغییرشکل پذیری زیاد و فراوش پذیری آسان، پلیمرهای حافظه شکلی کاربردهای بسیار زیادی را در صنایع مختلف پیدا کرده اند. در این پژوهش، خواص حافظه شکلی نانوکامپوزیت های بر پایه پلی یورتان-نانوصفحه گرافن بررسی شده است. فرضیه اصلی در این پژوهش بهبود عملکرد حافظه شکلی با افزودن نانوصفحه های گرافن بود. روش ها ابتدا، دو نمونه پلی یورتان با فرمول بندهای مختلف برای تهیه نمونه ها با قطعه های سخت مختلف سنتز شدند. سپس، نانوکامپوزیت دارای گرافن از آن ها با روش محلولی تهیه شد. دو ساختار متفاوت از پلی یورتان با ترکیب درصدهای متفاوت فاز سخت مختلف (24. 4 و %23. 9) تهیه شدند. آزمون های طیف سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپی الکترون پویشی (SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC)، بازیابی و ثبات شکلی (به عنوان شاخص های عملکرد حافظه شکلی) برای بررسی سنتز و خواص پلی یورتان و رفتار حافظه شکلی نمونه ها به کار گرفته شدند. یافته ها طیف های FTIR نشان داد، پلی یورتان با موفقیت سنتز شده است. ریزنگارهای SEM پراکنش خوب نانوصفحه های گرافن را در ماتریس پلی یورتان تایید کرد که تقریبا عاری از وجود کلوخه ها و انبوهش ذرات بودند. هیچ پیک مشخصه ای از ذوب و بلورینگی در دمانگاشت های DSC برای نمونه های پلی یورتان بر پایه تولوئن دی ایزوسیانات دیده نشد. بدین معنی که پلی یورتان سنتزشده بدون ساختارهای بلوری و منظم بوده و کاملا بی شکل است. در حالی که نمونه های پلی یورتان بر پایه هگزامتیلن دی ایزوسیانات پیک های مشخصی در هر دو مرحله رفت و برگشت آزمون DSC نشان دادند که می تواند حاکی از جدایی فاز بارز بین نواحی سخت و نرم و تشکیل ساختار بلوری باشد. مقادیر بازیابی و ثبات شکلی نمونه ها در محدوده %90-70 بود. مقایسه این مقادیر برای نمونه های خالص و نانوکامپوزیت نشان داد، با افزایش نانوصفحه های گرافن قابلیت بازیابی و ثبات شکلی بهبود یافته است.

محرکها، ابزار قابل کنترل مولد کار هستند که ورودی در آنها تحریک گرمایی، الکتریکی یا مغناطیسی و خروجی آنها کرنش یا کار مکانیکی است. با توجه به توسعه کاربرد محرکها، به تازگی از پلیمرهای هوشمند برای ساخت محرکها استفاده می شود. پلیمرهای هوشمند دسته ای از مواد خالص یا مرکب با هوشمندی ذاتی همراه با قابلیتهای خود تطبیقی در مقابل تحریک خارجی هستند. پلیمرهای با حافظه شکلی نیز که نوعی از مواد هوشمند هستند، در اثر تحریک بیرونی قابلیت بازیابی شکل اولیه و دایمی خود را دارند. در این پژوهش، محرکی از پلی اتیلن شبکه ای شده با حافظه شکلی ساخته شده است و اثر عوامل مختلفی نظیر درصد عامل شبکه ای کننده، دمای تغییر شکل، مقدار کشش، سرعت کشش، نحوه سرمایش و سرعت گرمایش روی مقدار بازیابی شکلی نهایی، سرعت بازیابی و رفتار خطی محرک در محدوده بین 10 تا 90 درصد از بازیابی نهایی بررسی شده است. با استفاده از نتایج به دست آمده می توان رفتار محرکهای ساخته شده از پلی اتیلن شبکه ای را در این محدوده کنترل کرد.

در این مقاله به بررسی رفتار لرزه ای مهاربندهای ترکیبی از جنس فولاد و آلیاژهای حافظه دار شکلی پرداخته شده است. جهت بررسی از شش مدل مهاربند ترکیبی با میزان مصرف آلیاژ حافظه دار شکلی با معیار طول به ترتیب صفر، 20، 40، 60، 80 و 100 درصد از طول کل استفاده شده است. ارزیابی مدل ها به کمک تحلیل دینامیکی غیر خطی تحت زلزله السنترو مقیاس شده با شتاب های حداکثر 0.6g و 0.9g در نرم افزار ANSYS v11 انجام گرفته است. نتایج مطالعات انجام شده مقادیر طولی بهینه برای درصد مهاربند ترکیبی را مشخص می کند بطوریکه می توان با استفاده از مقادیر پیشنهادی و طرح ارائه شده، سازه هایی بار رفتار لرزه ای مناسب و با هزینه ساخت قابل توجیه طراحی و اجرا نمود.

در این مقاله، رفتار لرزه ای قاب های مهاربندی شده با آلیاژ حافظه دار شکلی و مهاربند کمانش تاب در آرایش های مختلف همگرا همراه با قاب خمشی به عنوان یک سیستم دوگانه در معرض زمین لرزه بررسی شد. قاب مهاربندی شده در این پیکربندی شامل مهاربندهای کمانش تاب فولادی، مهاربندهای با آلیاژ حافظه دار شکلی یا ترکیبی از مهاربندهای مذکور است. سازه ها با سیستم های پیشنهادی ابتدا طبق آیین نامه ها طراحی شده اند. سپس مدل های غیرخطی سازه های در نرم افزار سایزمواستراکت توسعه داده شده و تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی انجام شد. تحلیل ها تحت مجموعه رکوردهای زلزله در حوزه نزدیک در سطح زلزله حداکثر و سطح زلزله طرح انجام شد و پاسخ سیستم ها بررسی و با یک دیگر مقایسه شد. نتایج نشان می دهد حداکثر تقاضای جابه جایی نسبی بین طبقه ای باقی مانده برای مدل با مهاربند کمانش تاب در سطح زلزله حداکثر و سطح زلزله طرح به ترتیب حدود 2 و 1/2 درصد است و برای مدل آلیاژ حافظه دار شکلی تقریباً 0/28 و 0/11 درصد است. قابل ذکر است که در دستورالعمل سازه بلند لس آنجلس میانگین حداکثر جابه جایی نسبی بین طبقه ای باقی مانده مجاز 1 درصد است. به علاوه در هیچ کدام از رویکردهای سازه ای مذکور، مقدار جابه جایی نسبی بین طبقه ای و همچنین مقدار کرنش هسته مهاربندهای فولادی و آلیاژ حافظه دار شکلی از مقدار مجاز فراتر نمی رود.

نمونه های دیوار برشی فولادی سه طبقه با ورق نازک با مقیاس یک سوم، دارای درصدهای مختلف از آلیاژ حافظه دار شکلی Ni-Ti، تحت بار دوره ای قرار گرفت و توسط نرم افزار تحلیلی Opensees، مورد تجزیه و تحلیل واقع شد. همچنین یک نمونه دیوار برشی فولادی با ورق نازک بدون آلیاژ (SPSW-Base)، تحت بار دوره ای مشابه قرار گرفت و توسط نرم افزار Opensees، تحلیل شد و نتایج حاصل از بررسی نمونه های دیوار برشی فولادی دارای آلیاژ حافظه دار و نمونه دیوار برشی فولادی بدون آلیاژ، با یکدیگر مقایسه گردید. کلیه دیوارهای مذکور دارای اتصال تیر به ستون صلب هستند. آلیاژ های حافظه دار شکلی در سه حالت در طبقات دیوار برشی فولادی به ترتیب در همه طبقات، فقط طبقه اول و سوم و فقط در طبقه میانی استفاده شده است. آلیاژهای حافظه دار به صورت ورق هایی در دور تا دور ورق فولادی دیوار برشی فولادی با ضخامتی برابر ضخامت ورق دیوار برشی فولادی و عرض متغیر به صورت درصدی از عرض کل ورق دیوار برشی فولادی استفاده شده است، به طوری که اگر عرض کل ورق دیوار برشی فولادی با B، وعرض آلیاژ به کار رفته باb، نمایش داده شود، هر یک از سه حالت ذکر شده بترتیب نمونه های b/B=18%, 27%, 36%, 45% را شامل می شود. کلیه نمونه ها تحت تحلیل استاتیکی غیر خطی واقع شدند. پس از تحلیل، نمونه های دارای آلیاژ نسبت به نمونه های بدون آلیاژ، شکلپذیری بیشتری را نشان دادند، به طوری که با افزایش درصد آلیاژ مصرفی شکل پذیری نیز افزایش یافت. همچنین از بین نمونه های سه حالت دارای آلیاژ، نمونه های حالت دوم یعنی حالت دیوار برشی فولادی که فقط در طبقه اول و سوم آن از آلیاژ استفاده شده بود، دارای شکل پذیری بیشتری نسبت به سایر نمونه ها بوده، به طوریکه شکل پذیری نمونه SPSW-b/B=45%، در این حالت، 70/41 درصد بیشتر از نمونه SPSW-Base، می باشد.

استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی به عنوان ابزاری نوین به دلیل خاصیت مرکزگرا جهت کاهش آسیب و کنترل رفتار لرزه ای سازه می تواند مؤثر باشد. با توجه به این که وقوع پس لرزه ها می تواند همواره سبب تجمع خسارت در سازه ها شود، لذا بررسی عملکرد سیستم های فوق تحت پس لرزه اهمیت می یابد. تحقیق حاضر، یک قاب فولادی چهارطبقه در حالت بدون مهاربند و با مهاربند همگرا مجهز به میراگر آلیاژ حافظه دار شکلی را مورد ارزیابی قرار داده است. جهت بررسی اثر پس لرزه بر رفتار دو قاب و انجام تحلیل دینامیکی افزایشی از نرم افزار Opensees استفاده شده است. برای این منظور 29 رکورد مربوط به لرزۀ اصلی و پس لرزۀ واقعی ثبت شده مورد استفاده قرار گرفته است. جهت بررسی پاسخ سازه ها ابتدا لرزۀ اصلی تا رسیدن سازه به سطح فروپاشی مقیاس شده و سپس پس لرزه با درنظرگرفتن سه سطح دریفت سازه (01/0، 025/0 و 04/0) تحت لرزۀ اصلی به قاب ها اعمال گردید. نتایج نشان می دهد که سازۀ مهاربندی مجهز به میراگر، نسبت به سازۀ بدون مهاربند، در پس لرزه پس از تجربۀ دریفت 04/0 ناشی از لرزۀ اصلی، 13% شتاب بیش تر، 30% دریفت پسماند کم تر و نیز 21% دریفت نسبی کم تری را تجربه کرده است. همچنین در هر دو سازه تحت پس لرزه در سطح دریفت بالاتر ناشی از لرزۀ اصلی، آثار مخرب تری مشاهده شده است.

در پژوهش حاضر، ابتدا یک مدل عددی از آزمون دیوار بتن مسلح لاغر بلندمرتبه با میلگردهای فولادی که بر روی میز لرزان و اعمال شتاب نگاشت زلزله صورت گرفته است، صحت سنجی شده است. سپس سه رویکرد دیگر بررسی شده است، که در رویکرد اول، آلیاژ حافظه دار شکلی فقط به عنوان میلگردهای قایم طبقه ی اول و در رویکرد دوم، فقط در طبقه های اول و ششم جایگزین شدند و در رویکرد سوم، کل میلگردهای قایم دیوار با میلگردهایی از جنس آلیاژ حافظه دار شکلی جایگزین شدند. در هر سه رویکرد، مقدار لنگر تراز پایه حدود 15٪ کاهش در مقایسه با لنگر پایه ی مدل اصلی نشان داده است. در دیاگرام پوش لنگر مدل اصلی، مقدار نیاز لنگر در اواسط ارتفاع سازه، به طور نسبی افزایش یافته است. همچنین اثر مدهای بالاتر موجب افزایش نیاز لنگر در حدود اواسط ارتفاع سازه شده است و احتمال دارد به ایجاد مفصل خمیری دیگری در نواحی میانی ارتفاع سازه منجر شود.

در ساختمانهای با سیستم سازه ای قاب خمشی، عمده شکل پذیری در نواحی انتهایی تیرها، با تشکیل مفاصل پلاستیک به هنگام تغییرشکل های بزرگ در حین زلزله تامین می گردد. باتوجه به ماندگاری تغییرشکل های پسماند سازه پس از وقوع زلزله در سازه های رایج و عدم امکان بهره برداری از آنها، استفاده از رفتار هوشمند فلزها و آلیاژهای حافظه دار شکلی به جای میلگرد های طولی در تیرهای بتنی، مورد توجه محققان قرار گرفته است. از مهمترین ویژگی های بارز آلیاژهای حافظه دار شکلی قابلیت حفظ شکل اولیه در کرنش های کمتر از 8%، خاصیت فوق ارتجاعی و کاهش تغییرشکل های پسماند می باشد. از جمله این مصالح هوشمند می توان به آلیاژهای حافظه دار شکلی (SMA) اشاره نمود. در این تحقیق، قاب های بتنی سه، پنج، هفت و نه طبقه با استفاده از نرم افزار Seismostruct مدلسازی و تحت 6 شتابنگاشت حاصل از زلزله های حوزه نزدیک قرار گرفته اند و پارامتر های تغییر مکان جانبی نسبی طبقات، تغییر مکان جانبی نسبی پسماند طبقات، تغییر مکان جانبی پسماند بام ها و برش پایه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان می دهند، استفاده از آلیاژهای حافظه دار شکلی در دوانتهای تیرهای قاب به جای میلگردهای فولادی رایج، باعث افزایش تغییرمکان جانبی سازه هنگام زلزله می گردد: اما تغییر مکان جانبی نسبی پسماند سازه، تغییرمکان پسماند بام و برش پایه کاهش یافته که منجر به افزایش سرویس دهی و هزینه های بازسازی پس از وقوع زلزله های حوزه نزدیک می گردد.