埋入SMA纤维的复合材料薄壁结构的主动变形分析

杨树莲^1,2，任勇生³，王晓辉³，朱智林¹

1. 山东工商学院计算机基础教学部2. 海军航空工程学院研究生大队3. 山东科技大学机械电子工程学院

摘 要：建立了具有主动SMA材料的各向异性单闭室薄壁截面梁的二维截面分析模型;SMA纤维沿任意β角铺设,含SMA纤维层合板材料性能由混合率进行预测;基于Tanaka的SMA应力应变关系以及Lin的线性相变动力模型,导出了SMA诱发的轴力、扭矩与弯矩的数学表达式。由建立的具有拉伸-扭转-弯曲静变形耦合的一般公式出发,讨论周向反对称刚度配置特殊情形并给出了简化的本构方程。数值研究结果表明:相变期间空心悬臂梁在SMA纤维驱动下产生较为显著的弯曲变形和扭转变形。调节SMA纤维的激励温度、改变复合材料铺层角、改变SMA纤维的含量和SMA的初始应变都能明显改善SMA的变形驱动性能。

关键词：复合材料薄壁结构;变形主动控制;形状记忆合金纤维;风机叶片;