形状记忆合金电阻特性及在结构健康监测中的应用

形状记忆合金(SMA)作为作动器已经在结构振动控制中得到广泛应用,但作为传感器的应用相对较少。利用SMA的力学性能和电阻特性(ER)之间的关系,可以在结构参数识别和健康诊断中的应用。主要目的是利用SMA的电阻特性,实现大型建筑结构的健康监测。将SMA按照一定的方式布置在结构体系中,通过监测其电阻率的变化,实现对结构状态的识别和诊断。主要阐述了SMA的电阻特性与SMA应变的关系,并在Ma和Liang提出的本构关系的基础上建立的SMA电阻特性与应变的模型,设计出利用SMA电阻特性与应变关系的结构振动控制传感器,并运用遗传算法对在地震作用下的框架结构进行传感器优化布置。结果表明,利用SMA传感器可以实现结构的健康监测。