کاربرد آلیاژهای حافظه دار شکلی در مهندسی عمران

آلیاژهای حافظه دار شکلی نوعی مواد هوشمند فلزی هستند که رفتارهای منحصر بفردی از خود نشان می دهند و به دلیل همین رفتارها کاربردهای وسیعی در مهندسی عمران پیدا کرده اند. هدف از این مقاله، مرور مطالعاتی است که در حیطه ی مهندسی عمران تا سال 2009 میلادی بر روی این آلیاژها انجام شده است. ابتدا به معرفی انواع مختلف آلیاژهای حافظه دار شکلی با پایه های مختلف مثل آهن، نیکل، مس،... و رفتارهای متفاوت مثل ترمومکانیکی، ترموالکتریکی، فرومغناطیسی،... پرداخته شده است. سپس به بررسی کاربردهای وسیع رفتار ترمومکانیکی این آلیاژها در مهندسی عمران پرداخته شده است. علت کاربردهای وسیع این ماده دو خصوصیت منحصر بفرد آن است: رفتار سوپرالاستیک ( ابرکشسان) و اثر حافظه دار شکلی که در اثر تبدیل فازهای متوالی بین دو فار آستنیت و مارتنزیت در دماهای متفاوت بوجود می آیند. کاربردهای آلیاژهای حافظه دار شکلی در مهندسی عمران و برای کنترل سازه ها در سه حوزه ی غیر فعال، نیمه فعال و فعال بررسی شده است. کنترل غیرفعال سازه ها شامل سیستم های جداگر پی و سیستم های استهلاک انرژی می شود. در این بخش کاربرد این مواد برای کنترل غیرفعال به صورت میرا کردن ارتعاشات توسط رفتار ابرکشسان، اتصال بین عرشه و پایه ی پل، به شکل پیش تنیده در تیرهای بتنی و روی سازه به کمک اثر حافظه دار شکلی و برای بهسازی سازه های قدیمی مرور شده است. کنترل نیمه فعال سازه ها نیز مانند تغییر فرکانس طبیعی سازه مرور شده است. سپس به کنترل فعال سازه ها بوسیله ی آلیاژهای حافظه دار شکلی پرداخته شده است که در این بخش کاربرد رفتار ابرکشسان این آلیاژها برای ایجاد رفتار بازگرداننده در سازه و کاربرد این مواد به عنوان محرک ها و حسگرها و استفاده از آنها برای کنترل فعال ارتعاشات بررسی شده است.

Keywords:

آلیاژ حافظه دار شکلی , کنترل فعال , کنترل غیرفعال , رفتار ابر کشسان , سازه هوشمند