美借助形状记忆合金开发抗地震材料

美借助形状记忆合金开发抗地震材料

近年，地震所造成的破坏暴露了现有建筑结构面对强烈的地面移动时存在的脆弱性。针对这种状况，美国乔治亚理工学院的研究人员正在对形状记忆合金材料进行分析，了解它们用于抗地震结构材料的潜力。

为分析形状记忆合金，研究人员开发出将热力学和力学方程相结合的模型，以了解形状记忆合金在强烈运动条件下会有何变化。利用模型，他们分析了形状记忆合金在不同建筑组件(电缆、钢筋、板材和螺旋弹簧)中对不同外界条件的反应。研究人员表示，基于这些信息，能决定材料的最佳抗震特性。

这个分析模型的开发者包括乔治亚理工学院土木和环境工程学院教授雷金纳德·德斯洛奇斯、力学工程学院研究生雷扎·米尔扎艾法、土木和环境工程学院副教授阿拉希·亚瓦里以及材料科学工程学院教授肯·噶尔。有关分析模型的文章不久前发表在《国际非线性力学杂志》网络版上。

为改善材料在地震中的结构性能，全球各地的研究人员对多种“智能”材料的使用进行了研究，其中包括形状记忆合金。最常见的形状记忆合金由含有铜－锌－铝－镍、铜－铝－镍或镍－钛的金属化合物构成。形状记忆合金在桥梁和建筑结构中的潜在应用包括结构支承、支柱和横梁，或梁和柱间的连接部件。

亚瓦里解释道，对于标准的土木工程材料，人们借助力学通过力和位移便可测量出材料的应力和形变。……