حالت های مختلف کریستالی مواد حافظه دار شکلی در یک میراگر پیشنهادی به منظور به دست آوردن یک رفتار بهینه استفاده شده اند. میراگر پیشنهادی قابلیت استهلاک انرژی نسبی بالا، در عین حال رفتار بازگردانندگی دارد. ایده های مختلف طراحی برای بدست آوردن اثر ایده آل میراگرهای پیشنهادی در سازه ها، استفاده و مقایسه شده است. با مقایسه رفتار سازه های تقویت شده با میراگر حافظه دار شکلی پیشنهادی و سیستم مهاربندهای فولادی مقید در برابر کمانش، نشان داده شده است که سیستم های پیشنهادی دارای قابلیت کاهش خرابی های سازه و کاهش چشمگیر تغییر شکل های باقیمانده روی زلزله حتی پس از زلزله های بسیار شدید را دارد.

عمر مفید و سلامت سکوهای دریایی ثابت فولادی متاثر از میزان ارتعاشات دائمی وارده توسط نیروهای ناشی از وزش باد و برخورد امواج دریا است. حرکت های رفت و برگشتی سکو و عرشه روی آن، خستگی سازه و اتصالات را به همراه داشته و باعث اختلال در عملکرد تجهیزات، تاسیسات حفاری و همچنین بهره برداری از سکو می شود. بنابراین، هدف اصلی این تحقیق کنترل ارتعاشات سکوی دریایی ثابت فولادی با استفاده از میراگرهای آلیاژ حافظه دار است. آلیاژهای حافظه دار دارای دو ویژگی حافظه داری و فوق ارتجاعی بوده و به عنوان میراگر گزینه بسیار مناسبی محسوب می شوند. در این نوع آلیاژها، تبدیلات ساختاری کریستال ها از فاز آستنیت به فاز مارتنزیت و برعکس، با اتلاف و استهلاک انرژی همراه است. در این تحقیق یک سکوی دریایی مجهز به میراگرهای آلیاژ حافظه دار، به ارتفاع 90متر و در آبی به عمق 80متر، به صورت سیستم چندین درجه آزادی جرم متمرکز مدل سازی شده و تحت تاریخچه زمانی بار امواج دریا تحلیل شده است. برای حل دستگاه معادله دیفرانسیل حاکم بر ارتعاش سیستم و مدل سازی رفتار چرخه ای آلیاژ حافظه دار، به ترتیب از روش انتگرال گیری مستقیم و مدل چرخه ای ایده آل چندخطی استفاده شده است. مقایسه پاسخ های دینامیکی سکو در دو حالت "با" و "بدون" میراگر آلیاژ حافظه دار، 42% کاهش تغییر مکان عرشه، 62% کاهش شتاب عرشه و همچنین 32% کاهش نیروی برشی تراز پایه سکو را نشان داده است.

آلیاژهای حافظه ­دار NiTiHf برای کاربردهای صنعتی در دمای بالا بدلیل دمای استحاله بالا و پایداری حرارتی و قیمت پایین­ تر، بسیار مورد توجه می ­باشد. البته خواص حافظه ­داری آنها از آلیاژهای دوتایی NiTi کمتر می ­باشد. راه حل این مشکل افزایش استحکام آلیاژ جهت جلوگیری از وقوع تغییرشکل پلاستیکی ناشی از لغزش می ­باشد. یکی از راه های بهبود خواص حافظه ­داری انجام عملیات ترمومکانیکی می ­باشد. در این پژوهش آلیاژ Ni50Ti40Hf10 در کوره قوس تحت خلاء آلیاژسازی و ریخته گری شد. سپس آزمون کشش گرم بر روی نمونه­ ها با نرخ کرنش s-1 01/0 در دماهای 800، 900، 1000 و 1100 درجه سانتی گراد انجام شد. همچنین نمونه ­ها در دمای 1000 درجه سانتی گراد با کاهش ضخامت ­های 10، 15، 20 و 30 درصد نورد گرم شدند. جهت بررسی خواص حافظه ­داری و تعیین میزان کرنش بازیابی و نسبت بازیابی با استفاده از آزمون خمش کرنش های اعمالی 6/2 تا 6 به روی نمونه­ ها اعمال شد. نتایج آزمون کشش گرم نشان داد که دمای 1000 درجه سانتی گراد به دلیل مناسب بودن میزان شکل ­پذیری آلیاژ برای انجام نورد گرم قابل قبول می ­باشد. حداکثر کرنش بازیابی در نمونه ریختگی 7/5 با نسبت بازیابی 88 درصد بود. با اعمال 10 درصد نورد گرم، میزان کرنش بازیابی و نسبت بازیابی به 8/5 و 92 افزایش یافت و در ادامه با اعمال 20 درصد نورد این مقادیر به 9/5 و 94 افزایش یافت. تشکیل دانه­ های یکنواخت و هم محور در ریزساختار نمونه­ ها حاکی از وقوع تبلور مجدد دینامیکی می­ باشد که منجر به افزایش میزان کرنش بازیابی گردید.

شکست ترد اتصالات گیردار قاب های خمشی فولادی در زلزله های نورثریج (1994) و کوبه (1995) موجب گردید تا اتصالات صلب جدیدی معرفی که مشکلات اتصالات سنتی را مرتفع ساخته و موجب عملکرد مناسب قاب های خمشی می شوند، اما علاوه بر افزایش هزینه ساخت به دلیل تشکیل مفصل پلاستیک در تیرها و ایجاد تغییر شکل های غیرالاستیک و ماندگار در زلزله های شدید، هزینه های تعمیرات را بالا می برند. با استفاده از مواد بازگشت پذیر و هوشمندی چون آلیاژهای حافظه دار در این اتصالات می توان تغییرشکل های ماندگار و نیاز به تعمیرات را تا حدود چشمگیری کاهش داد. در این مقاله کاربرد آلیاژ حافظه دار بر پایه آهن و با بازیابی کرنش حدود 5% در اتصال صلب ورق انتهایی و با استفاده از نرم افزار ANSYS مورد بررسی قرار می گیرد. پس از صحت سنجی رفتار چرخه ای یکی از اتصالات ورق انتهایی مورد آزمایش توسط سامنر که بر اساس تئوری ورق ضخیم طرح شد ه است، کاربرد آلیاژ حافظه دار به عنوان پیچ های متصل کننده ورق انتهایی به ستون و یا ورق در محل تشکیل مفصل پلاستیک مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد در اتصال ورق انتهایی طرح شده بر اساس تئوری ورق ضخیم، استفاده از ورق های آلیاژ حافظه دار نقش موثرتری در کاهش چرخش پسماند اتصال نسبت به استفاده از پیچ های آلیاژ حافظه دار دارد. اتصال هیبریدی مجهز به ورق های نام برده، با حفظ مقاومت و شکل پذیری مناسب، جذب انرژی و کرنش پسماند کمتری نسبت به اتصال فولادی مشابه داشته و هزینه های تعمیرات را کاهش می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مطالعه به بررسی ارتعاشات اجباری ورق دایروی تو خالی با لبه های گیردار تحت نیروی هارمونیک پرداخته شده است. میدان جابجایی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی به دست آمده است. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده و برای مدل سازی رفتار ماده سوپر الاستیک از مدل، بوید-لاگوداس استفاده شده است. در ادامه برای تحلیل ورق آلیاژ حافظه دار در حالتی که تغییر فاز انجام می شود، برای حل معادلات از روش تفاضلات مربعی، نیومارک و الگوریتم نگاشت برگشتی بهره گرفته شده است. همچنین به منظور صحه گذاری نتایج از مراجع موجود و نرم افزار آباکوس استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که تغییر فاز آلیاژ موجب کاهش استحکام ماده می شود و رفتار غیرخطی نرم شوندگی در آلیاژ حاصل می شود.