新型材料—形状记忆合金阻尼器SMA的减振技术和工程应用

1、摘要形状记忆合金是一种在结构振动控制领域具有广泛应用前景的智能材料。本文介绍形状记忆合金最显著的两个性质：状记忆效应和超弹性，并详细的总结了形状记忆合金在结构振动控制中的应用。关键字：形状记忆合金；减振；应用ABSTRACTThe shape memory alloy is an intelligent material，which has a goodprospect in the field of structural vibration controlThis thesis introduces that the shape memory alloy has two very impor

2、tant characteristics：shape memory effect and super elastic，and an overview of SMA applications in structuralvibration control are summarizedKEYWORDS：Shape memory alloy； Damping；Application1 前言 形状记忆合金(Shape Memory Alloys,简称SMAs)是一种具有多种特殊力学性能的新型功能材料,利用形状记忆合金超弹性效应(Superelastic Effect,简称SE)设计的被动耗能器与其他的金

3、属耗能器相比,具有耐久性和耐腐蚀性能好、使用期限长、允许大变形并且变形可回复等一系列优点,因此在结构振动控制领域具有很好的应用前景1-4。 形状记忆合金被设计成耗能器用于土木工程结构的振动控制是从上世纪90年代初开始的,并且到目前为止,大多数研究主要针对形状记忆合金的超弹性性能展开。例如,Graesser5等人提出的用于桥梁结构的2 形状记忆合金的发展历程形状记忆合金的形状记忆效应早在1932年就被美国学者Olander在AuCd合金中发现了，在1948年苏联学者库尔久莫夫等曾预测到有一部分具有马氏体相变的合金会出现热弹性马氏体相变，在1951年张禄经和T.A.Read报道了原子比为1:1的C

4、sCI型AuCd合金在热循环中会反复出现可逆相变，但是都未引起人们足够的注意。形状记忆合金作为一种新型功能新材料为人们所认识，并成为一个独立的学科分支是始于1963年，当时美国海军武器实验室的W.J.Buehler博士领导的研究小组在一次偶然的情况下发现Ni-Ti合金的工作性能因温度不同，敲击时发出的声音也有明显不同的现象，这种现象说明该合金的声阻尼性能与温度有关，通过进一步研究，发现近等原子比的Ni-Ti合金具有良好的形状记忆效应(shape memory effect，简称SME)，并且报道了通过X射线衍射等试验的研究结果。以后Ni-Ti合金作为商品进入市场给近等原子比的Ni-Ti合金商品

5、取名为Nitinol。70年代初,又发现Cu-Al-Ni合金也具有良好的形状记忆效应，到1975年左右，相继开发出具有形状记忆效应的合金达20种。并在1975年在加拿大多伦多大学召开了国际上第一次形状记忆效应及其应用研讨会，从此与形状记忆合金有关的相变和力学行为的研究一直是国际马氏体相变会议及新材料会议的重要议题之一。1975年至l 980年左右，对形状记忆合会的形状记忆效应机制、以及和形状记忆效应密切相关的相变伪弹性效应，或叫超弹性、拟弹性机制展开了世界性规模的研究，研究中发现的双程形状记忆效应、全方位形状记忆效应、R相变等现象,为形状记忆合会的应用开拓了更广阔的前景。80年代初，经历了将近

6、20年的时间，科学研究工作者们终于突破了Ni-Ti合金金研究中的难点，研究和建立了形状记忆合金本构关系，成为当时形状记忆合金的标志性学术成果。从那以后，形状记忆合金成了许多国家的热门学科。不仅如此，形状记忆合金在市场上付诸实际应用的例子已逾上百种，应用涉及的领域及其广泛,包括电子、机械、宇航、运输、建筑、化学、医疗、能源、家电、以及日常生活用品等。从此以后，形状记忆合金引起了人们广泛的重视并进行研究，从而使形状记忆合金材料的研究与开发应用进入了一个崭新的阶段。尤其是近年来，随着智能材料结构系统研究的迅速发展和崛起，人们又将形状记忆合金材料的应用推向了更广泛的研究领域，使得形状记忆合会逐渐成为智

7、能材料结构系统研究中不可缺少的一种功能性传感和驱动材料，从而在智能材料结构系统的应用研究中发挥着越来越重要的作用。3形状记忆合金的基本性能形状记忆合金是指在外界温度等环境因素变化的条件下可以改变自身形状并具有可逆变化的一类金属材料。通俗地说，就是一种对形状具有记忆能力（即形状记忆效应）的合金金属。形状记忆合金(SMA)作为一种功能性材料，它集感知和驱动为一体，输入热量即可以对外做功，因此被作为一种重要的智能材料而应用于当前迅速发展的智能材料结构系统的研究中。形状记忆合金最显著的特征就是形状记忆效应和超弹性。此外，它还具有高阻尼、高回复力和感知与驱动等特性。这些特性与合金的热弹性马氏体相变紧密相

8、关。形状记忆合金所呈现的特征主要与四个相变的特征温度有关：马氏体相变开始温度Ms及结束温度Mf、奥氏体相变开始温度As及结束温度Af,如图1所示。图1 马氏体相变的特征温度图3.1形状记忆效应一般金属材料受到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服后，产生塑性变形，当外力撤除后就会留下永久变形。而形状记忆合金(SMA)材料，在产生塑性变形以后，若加热升温到某一确定温度后，能够恢复到受力前的形状，它是SMA最显著的特性。形状记忆合金的形状记忆效应是在马氏体相变中发现的，通常把马氏体相变中的高温相叫做母相或奥氏体相，低温相叫做马氏体相，从母相到马氏体相的相变叫做马氏体正相变，或叫马氏体相变，从马氏体

9、相到母相的相变叫做马氏体逆相变。形状记忆效应是指具有热弹性马氏体相变的材料能记忆它在高温奥氏体下的形状。当环境温度T<Af时，在外应力作用下，产生了一定的残余变形，但在加热到Af以上，残余应变消失，材料能恢复到加载前的形状和体积。形状记忆效应主要是由于热诱发马氏体相变而引起的。图2给出了处于马氏体状态下的形状记忆合金和普通金属材料的应力应变曲线，从曲线可以看出，一般金属所产生的塑性变形在应力消除后，留下了永久变形，而形状记忆合金在发生塑性变形后经过加热到Af温度之上，残余应变完全消失。a) 普通金属材料 b)形状记忆合金图2 形状记忆合金与普通金属拉伸曲线对比形状记忆效应由于它的热弹性马

10、氏体相变特性，只要温度下降到马氏体相变温度点(Ms)，马氏体晶核就会生成，并且急速长到能观察到一定大小，随着温度的进一步下降，已生成的马氏体会继续长大，同时还可有新的马氏体形成并长大。温度下降到Mf点，马氏体长到最大，再继续冷却，马氏体不再长大。反之，当试样处于全部马氏体状态后加热，温度上升到奥氏体相变开始温度点(As)后，马氏体开始收缩，加热到Af温度点，还处于可以观察到的大小的马氏体突然完全消失。在马氏体随着温度的变化而发生马氏体大小和量的变化时，宏观上则表现为形状记忆合金(SMA)的形状变化。3.2超弹性性质形状记忆合金(SMA)材料的相变超弹性是指在产生热弹性马氏体相变的形状记忆合金中

11、，当温度TAf且加载应力超过弹性极限，即产生非弹性应变后，继续加载将产生应力诱发的马氏体相变，并且这种相变产生的马氏体只有在应力作用下才能稳定地存在。应力一旦解除，即使不加热也会立即产生逆相变而回到原来的母相状态，应力作用下产生的宏观变形也将随着逆相变的发生和进行而完全消失，应力与应变的关系表现出明显的非线性特征，并且应力为零时应变也会恢复到零，这一特性被称为相变伪弹性或相变超弹效应。超弹性效应主要是由于应力诱发马氏体相变的不稳定而引起的。图3为简化的形状记忆合金(SMA)超弹性相变模型图。由图可看到理想的形状记忆合金(SMA)超弹性相变过程：B点以前的变形是由母相的弹性变形引起的，并且对应于

12、B点，试样中将开始出现应力诱发的马氏体，即合金内稳定的奥氏体相在应力的作用下开始向马氏体相转变；从B点到C点的应变增量是由于应力诱发的马氏体相变所致，即由于在相变过程中合金的弹性模量大大降低，就好像发生了塑性屈服一样，随着奥氏体相不断地向马氏体转变，其应力一应变曲线出现了应力平台；而在C点，试样中的奥氏体几乎已经全部转变为马氏体单晶，所以从C点到D点的变形原则上是由马氏体相的弹性变形所引起的。卸载时，试样受到的应变首先是弹性恢复到E点，然后再通过马氏体逆相变恢复到A点附近，最后通过母相的弹性应变恢复为零。卸载时产生逆相变的主要原因是因为在高于Af点温度时，只要应力在改变(减小)，马氏体就会处于

13、完全不稳定的状态。这样，在一个加载与卸载的循环中，应力一应变曲线将形成一个完整的迟滞环，表明了形状记忆合会材料可以提供优越的耗能性能。图3 简化的SMA超弹性本构关系实际上，形状记忆合金(SMA)的相变伪弹性效应与形状记忆效应在本质上是同一个现象，区别仅仅在于相变伪弹性是在应力解除时产生的马氏体逆相变使材料恢复到母相状态。因此，能够产生热弹性马氏体相变的大部分合金事实上都具有形状记忆效应和相变伪弹性性能。4.形状记忆合金超弹性的应用 相变超弹性效应也是形状记忆合金材料的一个重要特性，但该效应只能在Af以上的某一温度范围内出现。若材料的温度或环境温度在此范围之外，则其性能将受到一定程度的影响，因

14、此应用该效应时对环境温度或材料的温度有一定的要求。目前，相变伪弹性效应在土木工程领域中的应用研究主要表现为：(1)将常温下为奥氏体状态的形状记忆合金与隔震装置相结合，一方面在地震过程中利用形状记忆合金的超弹性滞回能耗散地震能量，另一方面当装置在地震作用后产生残留变形时，利用形状记忆合金超弹性性能产生的恢复力，使隔震装置复位。(2)将常温下为奥氏体状态的形状记忆合金制成各种耗能器，并与结构的有限离散点连接。当结构振动时，利用形状记忆合金的超弹性滞回耗能，耗散结构振动能量，降低结构反应。(3)使用一个简单的恒温控制器将奥氏体状态下的形状记忆合金的温度控制在某一特定的温度上并使其产生一定的预应变，这

15、样就可以更加准确地利用形状记忆合金的相变伪弹性性能吸收和耗散地震能量，而实现对结构地震响应的更加有效和准确的控制。(4)将常温下为奥氏体状态的形状记忆合金与结构的离散点相联接，当结构振动时，利用形状记忆合金的完全超弹性性能(初始刚度大，第二刚度小)，使结构的振动频率在变形稍大时迅速减小，避开共振，降低结构反应。(5)由于形状记忆合金有超弹性性能、相变滞后性能，其应力一应变曲线形成滞回环，说明此过程吸收了大量的能量，因此可以利用形状记忆合金制成被动耗能器。形状记忆合金耗能器一般安装在结构的层间，使之感受层间变形，以达到消耗能量的目的。试验表明，在安装形状记忆合金耗能器后，近一半的地震可以被耗能器

16、吸收，结构的位移得到了明显的控制。(6)在常温下将形状记忆合金丝预加载至弹性极限附近，然后随同其他建筑材料一同植入基材内。这样，当地震发生时，形状记忆合金丝就可以吸收和消耗大量的地震能量，减小或抑制建筑物的地震相应，其效果也十分显著。5.形状记忆合金的本构模型15.1 Tanaka模型（1） 本构模型 SMA的一维本构方程如下 （1）式中 、分别表示初始应力和某一状态的应力；、分别表示初始应力和某一状态的应变；、分别表示初始温度和某一状态的温度；、分别表示马氏体相变初始体积数和某一状态的相变体积数；材料的弹性模量 （2）、分别表示奥氏体、马氏体下的弹性模量；热系数；最大相变应变；相变系数， （

17、3）（2） 相变方程在本构方程中，反映材料相变变化的内变量是非常重要的参数，其值通过相变动力学方程确定：当发生马氏体相变时，即：奥氏体相A马氏体相M转变时 （4）当发生奥氏体相变时，即：马氏体相M奥氏体相A转变时 （5） （6） （7） （8） （9）式中 、分别为奥氏体向马氏体转变和马氏体向奥氏体转变时的应力与温度等效转换系数；、分别为马氏体相变开始温度和结束温度；、分别为奥氏体相变开始温度和结束温度；5.2 Liang and Rogers模型（1） 本构方程本构方程同Tanaka模型的本构方程式。（2） 相变方程Liang 和 Rogers对Tanaka模型进行了改进，主要体现在马氏体相

18、变动力学方程，提出内变量（马氏体相变体积分数）和温度、应力之间呈余弦关系，相变方程采用余弦函数。同时还考虑了内变量在发生马氏体相变和奥氏体相变时初始条件的影响：当发生马氏体相变时，即：奥氏体相A马氏体相M转变时 （10）当发生奥氏体相变时，即：马氏体相M奥氏体相A转变时 （11） （12） （13） （14） （15）式中 、分别为AM和MA的初始相变体积数；其他符号同前。5.3 Brinson模型（1） 本构模型在Tanaka和Liang等提出的本构模型中，不能解决低温时马氏体相的重取向问题，针对这一不足，Brinson把马氏体相变体积数分成两部分，其中一部分为温度变化诱发的马氏体相变数，另

19、一部分则由应力变化诱发的马氏体相变数。其本构方程为 （16） （17）式中 应力变化诱发的马氏体相变数；温度变化诱发的马氏体相变数。（2） 相变方程 在材料处于超弹性状态下(),确定式中内变量()的相变方程如下：当发生马氏体相变时，即：奥氏体相A马氏体相M转变时 （18） （19）当发生奥氏体相变时，即：马氏体相M奥氏体相A转变时 （20） （21） （22）式中 、分别为马氏体相变开始和结束应力；下标为0的参数为初始状态，其他参数同前。5.4简化的本构模型 根据SMA处于弹性状态时应力诱发马氏体相变变化规律将SMA本构模型进一步简化。简化后的超弹性SMA的本构关系曲线如图所示。（1） 本构方

20、程由于SMA在超弹性状态下工作,其相变应变远大于热膨胀引起的应变，故可忽略热应变的影响，此时，SMA的本构方程为 （23）式中材料的弹性模量，在相变过程中，相变应变为加载时 （24）卸载时 （25）、分别表示马氏体、奥氏体转变时的最大相变应变，它们之间的关系为 （26）式中 马氏体相变开始应力；马氏体相变结束应力；奥氏体相变开始应力；奥氏体相变结束应力其值分别为 （27） （28） （29） （30）若、小于零，则取等于零。马氏体相变开始应变；马氏体相变结束应变；奥氏体相变开始应变；奥氏体相变结束应变。 （31） （32） （33） （34）式中 环境温度；、分别为SMA的材料常数。（2） 相

21、变方程本构方程中的内变量为反映马氏体相变变化规律的相变体积数，其值应根据热力学定律而得到相应的相变方程来确定，一般较为复杂。为简化计算，本文根据SMA的超弹性相变特性的分析，可表示如下：在直线OAB段（奥氏体状态） 在直线DCE段（马氏体状态） 在直线BC段（奥氏体状态向马氏体转变状态） 在直线EA段（马氏体向奥氏体转变状态） 6.两种新型SMA被动耗能器及其工作原理 在目前国内生产的NiTi产品中,丝材是最常见的产品形式,而且丝材的性能比较稳定。针对这种情况,本文利用形状记忆合金丝的超弹性特性,研制了两种新型被动耗能器,分别称为拉伸型SMA耗能器和剪刀型SMA耗能器,安装在结构层间使NiTi

22、丝随结构振动产生拉伸弹塑性变形,消耗结构在地震作用下的振动能量,从而减小结构的振动。两种耗能器的构造分别如图2和图3所示。上述两种耗能器的特点是通过耗能器的设计使得其中的NiTi丝在随结构振动过程中始终处于拉伸状态,避免失稳屈服,该耗能器中NiTi丝的拉伸变形与结构层间变形相等或是结构层间变形的若干倍。以下分别详细介绍两种耗能器及其工作原理。6.1 拉伸型SMA耗能器构造及工作原理 图4所示为拉伸型SMA耗能器的示意图,由图中可以看出: (1)该耗能器由一根NiTi丝、一块T形钢板、两块可动钢挡板、四块固定挡板组成,其中T形钢板上方通过焊接斜撑与结构相连。 (2)T形钢板左右两端有两块垂直放置

23、的可动挡板,NiTi丝纵向穿过T形钢板及两端的可动挡板并在板的另一侧用夹具锚固,这样,可动挡板通过NiTi丝的连接紧紧顶在T形钢板的左右两端。 (3)在T形钢板的前后两侧还各有两块固定挡板,该固定挡板固定在结构本层楼板上,其具体位置见图4,图中画斜线的部分为固定挡板。 (4)该耗能器的工作原理为:T形钢板通过斜撑与本层框架顶部相连,当结构在地震作用下产生层间变形时,T形钢板的水平移动与结构的层间位移相等(忽略斜撑变形)。当T形钢板随结构振动向左移动时,带动左端的可动挡板一起向左运动,而此时,右端的可动挡板被固定挡板挡住,不能向左运动,因此T形钢板前后两侧的NiTi丝被拉伸,卸载时,NiTi丝的

24、超弹性特性使其与可动挡板和“T”型钢板一起返回起始位置。同理,当T形钢板随结构振动向右移动时,带动右端的可动挡板一起向右运动,由于左端的可动挡板被固定挡板挡住,不能向右运动,因此NiTi丝又被拉伸。上述过程随结构的振动过程周而复始,NiTi丝被反复拉伸,通过SMA的超弹性滞回环耗散结构所遭受的地震的能量,减小结构反应。该种耗能器给结构附加的恢复力模型如图5(a)所示。图中所示参数fyh、fph、fzh分别表示耗能器中所有NiTi丝的屈服力、极限力以及滞回环结束的卸载力总和,他们分别为该耗能器在不同阶段向结构提供的控制力,而$yh、$ph、$zh则分别表示耗能器中NiTi丝的屈服位移、极限位移和

25、滞回环结束的卸载位移,在该种耗能器中,耗能器的变形与结构的层间位移保持一致。图中kh1、kh2分别表示该种耗能器在初始阶段及NiTi丝屈服后给结构附加的刚度。 图4拉伸型SMA耗能器 (a) (b) 图5两种耗能器滞回模型6.2 剪刀型SMA耗能器及工作原理 图4所示为剪刀型SMA耗能器的示意图,从图中可以看出: (1)该耗能器由两块可移动挡板、两块固定挡板、固定转轴、一根或多根NiTi丝及一块与结构斜撑相连的活动钢板组成。 (2)该种耗能器的工作原理类似一把“剪刀”。两块可动挡板通过固定转轴联结,组成两个“剪刀臂”。在固定转轴的一侧,两个“剪刀臂”由一根NiTi丝联结,而在固定转轴的另一侧,

26、两个“剪刀柄”紧紧夹在一块与结构斜撑相连的活动钢板两侧。根据减震要求,“剪刀臂”与“剪刀柄”的长度之比取为LB1(L>1)。 (3)两个“剪刀臂”内侧分别安装一块固定挡板,以阻止其向耗能装置内侧移动。 (4)该种耗能器的工作原理为:活动钢板通过斜撑与本层框架顶部相连,当结构在地震作用下发生振动时,活动钢板随结构斜撑一起水平移动并与结构层间变形相等(忽略斜撑变形)。当活动钢板随结构向左振动,则带动左侧的“剪刀柄”一起向左移动,同时带动了右侧“剪刀臂”向右移动,而此时,左侧“剪刀臂”被固定挡板挡住,同时右侧“剪刀柄”也固定不动;因此固定在“剪刀臂”一侧的NiTi丝产生拉伸变形。由于“剪刀臂”

27、的设计长度取为“剪刀柄”长度的L倍,此时右侧“剪刀臂”向右移动的距离恰为结构层间变形的L倍,亦即此时NiTi丝的伸长变形为结构层间位移的L倍。当结构随地震作用向右振动时,NiTi丝的伸长变形自动回复并重复上述工作过程。 (5)该种耗能器的优点为:NiTi丝的伸长变形是结构层间位移的若干倍(大于1),因此,当结构层间位移较小时,仍能保证NiTi丝有较大的变形量,从而充分发挥NiTi丝的大变形能力,消耗更多的地震能量,实现较好的减振效果。此外,利用杠杆原理,该种耗能器为结构提供的控制力是NiTi丝拉力的L倍,从而在结构上安装较少的合金丝也能达到较好的控制效果,并使耗能器的设计更方便。 (6)该种耗

28、能器向结构提供的控制力的滞回模型如图5(b)所示。 图6剪力型SMA耗能器7.形状记忆合金在建筑结构抗震方面的应用前景形状记忆合会因其独特而优异的形状记忆效应和超弹性效应使得其研究与应用发展十分迅速。由形状记忆合金制作的器件和系统已经广泛地应用于航空航天、仪器仪表、自动控制、能源、机器人、医学和土木工程等领域。在土木工程结构控制领域中研制的形状记忆合金(SMA)振动控制装置主要有两类：一类是形状记忆合金(SMA)驱动器，一类则是形状记忆合金(SMA)被动阻尼器。前者利用形状记忆合金(SMA)的形状记忆效应，形状记忆合金(SMA)材料一般处于拉伸状态；后者利用形状记忆合金(SMA)的超弹性特性，

29、形状记忆合金(SMA)材料可以处于拉伸状态，也可以处于剪切状态。Graesser和Gozzarellls用形状记忆合金(SMA)的超弹性提出了自复位形状记忆合金(SMA)隔震体系，并研究了形状记忆合金(SMA)隔震器的力学模型。结构隔震计算表明，形状记忆合金(SMA)隔震器比橡胶隔震垫的隔震效果更好。witting和cozzarelh进行了棒型形状记忆合金(SMA)阻尼器控制框架结构地震反应的试验，并与粘弹性阻尼器的减震效果进行了对比。结果表明，该耗能器可有效地减小模型结构在不同地震作用下的反应，但其减震效果略低于粘弹性阻尼器。Higashino等研制了预拉伸丝超弹性形状记忆合金(SMA)阻尼

30、器，制作了四个参数各不相同的这种形状记忆合金(SMA)阻尼器，并从加载频率、温度等方面进行了性能试验，对一装有这种形状记忆合金(SMA)阻尼器的六层框架进行了结构试验。耗能器安装在结构层间，控制结构层间变形，从而达到消耗地震能量的目的。王社良3等提出了利用形状记忆合金(SMA)独特的超弹性性能被动控制建筑结构地震响应的力学分析和计算模型，并进行了试验研究。试验中的形状记忆合金(SMA)拉索被动控制方案把预应力的概念和形状记忆合金材料的相变伪弹性性能结合起来，通过在工作前对所有形状记忆合金(SMA)拉索进行合理的预拉以避免拉索在结构地震响应过程中出现压屈松弛现象。通过对一个三层框架有控结构与无控

31、结构的地震响应进行分析，检验了形状记忆合会(SMA)被动拉索的控制效果，探讨了其控制机理和规律。研究结果表明，形状记忆合会(SMA)被动拉索可以有效地减小和抑制结构的地震响应，并且提出拉索的初始工作长度和工作温度对控制效果影响明显，应进行合理的参数设计。韩玉林等介绍了形状记忆合金的一种本构关系，讨论了形状记忆合会(SMA)耗能器的工作原理，设计和制造了一种用于框架结构振动控制的形状记忆台会(SMA)耗能器，并将该种耗能器安装在两层框架结构模型上进行了振动试验。结果表明其耗能效果明显，并可以显著改变框架结构的固有频率。Adaehi和unjoh用形状记忆合金(SMA)的形状记忆效应、超弹性效应和高

32、阻尼特性，设计了一种形状记忆合会(SMA)板弹簧阻尼器用于桥梁结构的隔震，研究表明，该阻尼器常温下处于马氏体状态的形状记忆合金形状记忆合金(SMA)阻尼器不仅能耗能，而且在振动结束后能利用形状记忆合金(SMA)的形状记忆效应使桥梁结构复位。Reginald ocsRoches提出了用“智能”限位器形状记忆合金(SMA)限位器来取代传统的限位器，以提高桥梁抗震性能，减小桥梁结构的地震灾害，形状记忆合金(SMA)限位器设置在多框架桥梁的中间伸缩缝处，形状记忆合会(SMA)限位器有如下三种作用：1) 限制框架之问的相对位移，防止在伸缩缝处框架移位引起落梁的发生；2) 减小框架之间的桥梁碰撞造成的梁体

33、损坏；3) 把破坏和能量耗散集中在形状记忆合会(SMA)限位器上从而可以降低多框架桥梁中对单榻框架的要求。分析研究表明，形状记忆台会(SMA)限位器作为一种被动阻尼器，能有效的减小框架之间的相对位移，减少梁体的碰撞破坏，而且能够适应更广泛的地面运动和桥梁类型。Higasino和Aizawa等利用形状记忆合余(SMA)的超弹性效应制成耗能器，并研究了这种被动式耗能器的减震性能。对一个安装了这种耗能器的6层结构进行了减震试验，耗能器安装在结构层间，用以感受层间变形。试验结果表明，该耗能器性能良好，对外界温度适应性也好，结构位移得到了明显控制，结构柱子的水平剪力明显减小但加速度有时会被放大。Atta

34、nasio，Faravelli和Marioni利用形状记忆合金(SMA)的良好的阻尼特性制成耗能器，用于桥梁的隔震。形状记忆合金(SMA)耗能器工作时发生塑性变形，耗散振动能量。振动结束后，可以加热形状记忆合金(SMA)，利用形状记忆合金(SMA)的回复力使桥梁复位。wilde，Gardoni和Fuiin。因从理论和试验两方面研究了形状记忆合金(SMA)用作基础隔震阻尼装霞的可行性，并利用形状记忆合会(SMA)的超弹性效应，设计了一种由叠层橡胶支座和形状记忆台金(SMA)阻尼器组成的智能隔震系统，利用形状记忆台会(SMA)在不同应变下反应的不同来控制在不同激励下橡胶支座的位移。通过一个3层框架的试验，比较了形状记忆合金(SMA)智能基础隔震、叠层橡胶支座隔震、铅芯叠层橡胶支座隔震和无隔震时的地震响应。Wilde和zheng等基于形状记忆合会(SMA)的超弹性效应，对一个形状记忆合金(SMA)杆进行了拉压和弯曲试验，比较了两种不同热处理后的形状记忆合会(SMA)杆在不同大小循环荷载下的试验结果，结果表明，一种形状记忆合金(SMA)杆(热处理：400C6005+wQ)的弯曲残余位移比另一种形状记忆台金(SMA)杆(热处理：400C 1 8005+wQ)小，且滞回曲线更稳定。从形状记忆合金(SMA)材料的发现到现在为止，由于材料技术和加工技术等方面的原因，形状记忆合