Capacitatea de amortizare a materialelor metalice de tipul

Capacitatea de amortizare a materialelor metalice de tipul aliajelor cu memoria formei Drd. Nicanor Cimpoesu Facultatea S. I. M. Iasi

Capacitatea de amortizare § Capacitatea mare de amortizare este considerata una din proprietatile cele mai importante ale materialelor utilizate in structurile ingineresti unde zgomotul nedorit si vibratiile trebuie pasiv atenuate.

Materiale cu capacitate de amortizare § O membrană de cauciuc de tipul EPDM (utilizată sub forma de foi ecologice elastice la rezervoarele de acumulare, bazine de înnot, lacuri ornamentale, iazuri artificiale, acoperişuri, canale etc) au conform testelor o valoare a frecării interne de 0. 8 la o frecvenţă de 1 Hz pentru temperatura de -40 °C şi valoarea de 0. 85 la frecvenţa de 100 Hz şi temperatura de -25 °C. § O probă de oţel a fost deasemena analizată şi aceasta a avut o valoare maximă de 0. 005 la frecvenţa de 1 Hz. § A mai fost analizat un adeziv cu vâscozitate redusă a cărui valoare a frecării interne este de 6 la o temperatură de – 20 °C. § Între aceste valori relativ extreme în urma testelor s-au mai obţinut valoarea de 0. 2 a frecarii interne la un cuarţ la 580 °C şi pentru un compozit alcătuit din raşina epoxy şi fibre de carbon cu valoarea de 0. 086 la 190 °C.

Materiale cu memoria formei § Aceasta proprietate neobisnuita a materialelor metalice a fost numita “comportare tip cauciuc” iar dupa anul 1951 lumea stiintifica a studiat diferite aliaj cu aceasta proprietate cele mai des intalnite fiind Ni-Ti (nitinol), Cu-Al. Zn si Cu-Al-Ni care au si foarte multe aplicatii practice.

§ § Frecarea internă şi aliajele cu memoria formei O clasă particulară foarte interesantă de elemente este legată de aplicaţiile unor “materiale inteligente” în structurile ingineresti. În mod particular, pentru proprietăţile lor (legate de procesele de tranziţie de faze) sunt aliajele cu memoria formei (AMF-urile). AMF-urile au prezentat un comportament deosebit şi promiţător pentru aplicaţiile inginereşti civile, în special pentru realizarea unor noi dispozitive de control semiactive. Frecarea internă este frecvent măsurată cu un sistem pus în mişcare cu o anumită amplitudine şi după asta lăsat liber să vibreze astfel încât amplitudinea lui să descrească.

Aliaje cu memoria formei utilizate in aplicatiile pentru structuri

Aliaje cu memoria formei utilizate in aplicatiile pentru structuri

Frecarea internă în funcţie de temperatură

Analiza chimica a AMF urilor

Teste de dilatometrie

Micrografii microscopice

Micrografii prin scanare de electroni (SEM)

Studiu EDX a aliajelor investigate

Studiu EDX a aliajelor investigate Part. II

Studiu EDX a aliajelor investigate Part. III

Echipament pentru studiul frecarii interne tip DMA (analizor mecanic dinamic)

Frecarea interna a unui aliaj cu memoria formei tip Cu. Zn. Al

Frecarea interna a unui aliaj cu memoria formei tip Cu. Mn. Al

Aplicaţii ale AMF-urilor cu frecare internă mare

Concluzii § Aliaje cu memoria formei, obţinute cu costuri reduse şi cu un bun efect de memoria formei, au fost realizate din metale de puritate ridicată cupru, zinc şi aluminiu. § Aliajul obţinut Cu 68, 6 Zn 13, 2 Al 4, 85 prezintă efect de memoria formei ceea ce este un avantaj în utilizarea acestuia în diferite aplicaţii ca element de disipare a energiei datorită valorilor ridicate pe care le prezintă frecarea sa internă. § Valoarea frecarii interne la temperatura camerei este relativ scăzută pentru ambele aliaje dar mai mare decât a materialelor metalice în general. Valoarea ridicată a frecării interne (0. 116) la temperatura de 89, 73 °C face din aliajul Cu. Zn. Al o posibilă soluţie a problemelor de seismică şi vibraţii putând fi utilizat ca element de disipare a energiei menţinând în acelaşi timp proprietăţile de material metalic. § Este prezentată şi influenţa temperaturii asupra valorilor frecării interne cu punerea în evidenţă a domeniului unde întâlnim cea mai mare valoare a amortizarii aflată între punctele de transformare aliajului. § În investigaţiile legate de frecarea internă se observă şi legătura dintre modulul de elasticitate al unui material şi capacitatea sa de amortizare fiind influenţate de cauze similare.

§ Lucrarea a fost sprijinită prin PCE-IDEI grant 616, proiect 83/01. 10. 2007 Mulţumiri: - Prof. Dr. Ing. Hopulele Ion - Conf. Dr. Ing. Stanciu Sergiu THE END