步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0024]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是通過熱能激勵實現(xiàn)形狀記憶合金纖維2在馬氏體相與奧氏體相之間轉(zhuǎn)變。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】五相同。
[0025]本實施方式形狀記憶合金在馬氏體相與奧氏體相相互轉(zhuǎn)變的過程中，此多功能變形蒙皮能夠獲得變剛度特性。
[0026]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】六不同的是所述的熱能激勵為熱場加熱、磁場致熱或電場加熱。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】六相同。
[0027]實施例一:本實施例形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮由硅橡膠類超弾體I和鎳鈦形狀記憶合金合金纖維2組成，鎳鈦形狀記憶合金合金2平行固化排列于硅橡膠類超弾體I中。
[0028]本實施例所用的形狀記憶合金纖維是直徑為I毫米的鎳鈦形狀記憶合金線，其中鈦的重量含量為50%。本實施例所用的超彈體為美國BJB公司的一種室溫即可混合固化的TC5005A/B-C型號的硅橡膠。形狀記憶合金纖維2平行固化排列于超彈體基體I中，形狀記憶合金纖維2在超彈體基體I中的體積分數(shù)為8%。
[0029]本實施例多功能變形蒙皮的制備方法如下:首先將形狀記憶合金線作為增強纖維平行排布在亞克力板制作的模具中，然后將超彈體溶液放置到抽真空裝置中以去除溶液中溶解的空氣，將超彈體溶液充分攪拌混合后傾倒于模具中，最后將填充有超彈體溶液的模具放入封閉且透氣的箱體中室溫固化處理，從而得到形狀記憶合金纖維與超彈體復合物多功能變形蒙皮。
[0030]圖1為形狀記憶合金和超彈體楊氏模量隨溫度變化圖，在圖1中縱坐標楊氏模量的單位為GPa ;橫坐標中As為奧氏體開始轉(zhuǎn)變溫度，Af為奧氏體結(jié)束轉(zhuǎn)變溫度。當形狀記憶合金溫度比4低，形狀記憶合金為馬氏體相用較小的力就能夠輕易實現(xiàn)變形。當形狀記憶合金溫度比八￡高，形狀記憶合金轉(zhuǎn)變成奧氏體相，外力很難讓它產(chǎn)生變形。如圖1所示，形狀記憶合金的楊氏模量隨著溫度的變化而變化，超彈體的楊氏模量隨著溫度的變化保持不變。圖1揭示了無論是奧氏體相還是馬氏體相，形狀記憶合金的楊氏模量都比超彈體的楊氏模量大三個數(shù)量級還要多。兩種材料模量間如此巨大的差異說明如果不是形狀記憶合金在它們所組成的復合物體積分數(shù)特別低，在其變形過程中形狀記憶合金將起主導性作用。這樣這兩種材料復合制成的蒙皮通過熱能的激勵，就可以獲得變剛度的特性。當熱能激勵，形狀記憶合金的溫度升高時復合物蒙皮就能夠獲得較大的剛度，根據(jù)任務的需要就可以抵御較大面外荷載而發(fā)生較小的變形。
[0031]如圖3復合物蒙皮面內(nèi)變形性能示意圖所示，此多功能變形蒙皮中無論是形狀記憶合金纖維處于馬氏體相還是奧氏體相，此復合物多功能蒙皮都可以進行面內(nèi)剪切變形。從圖3中可以看到，形狀記憶合金與超彈體復合物蒙皮可以實現(xiàn)正角度的剪切循環(huán)變形，剪切變形角度達到20°。同樣的形狀記憶合金與超彈體復合物蒙皮可以實現(xiàn)負角度的剪切循環(huán)變形，同樣的剪切變形角度也可以達到20°。顯而易見的是，形狀記憶合金與超彈體復合物蒙皮可以實現(xiàn)在整個剪切循環(huán)變形過程中的變形，剪切變形角度可以達到40°。
[0032]如圖4復合物蒙皮面外變形性能示意圖所示，由于形狀記憶合金的快速回復能力，形狀記憶合金與超彈體復合物蒙皮能夠快速的從任意給定形狀回復到初始形狀。當形狀記憶合金處于馬氏體相時，通過驅(qū)動器的作用驅(qū)動此多功能變形蒙皮的面外變形，面外變形能夠由平面狀態(tài)(180° )變形到T型曲面(90° )狀態(tài)，甚至是更大的彎曲角度范圍。然后對形狀記憶合金進行熱能激勵，此多功能變形蒙皮能夠快速的回復到初始形狀。整個面外變形過程是可逆的。
【主權(quán)項】
1.一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，其特征在于該形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮由超彈體基體(I)和形狀記憶合金纖維(2)組成，形狀記憶合金纖維(2)平行固化排列于超彈體基體(I)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，其特征在于所述的超彈體基體(I)為橡膠類超彈體、凝膠類超彈體或聚氨酯類超彈體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，其特征在于所述的形狀記憶合金纖維(2)的材質(zhì)為鎳鈦系形狀記憶合金、銅鎳系形狀記憶合金、銅鋁系形狀記憶合金、銅鋅系合金或鐵系形狀記憶合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，其特征在于形狀記憶合金纖維(2)的直徑為0.25mm?10mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，其特征在于形狀記憶合金纖維(2)在超彈體基體(I)中的體積分數(shù)為5%?20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，其特征在于通過熱能激勵實現(xiàn)形狀記憶合金纖維(2)在馬氏體相與奧氏體相之間轉(zhuǎn)變。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，其特征在于所述的熱能激勵為熱場加熱、磁場致熱或電場加熱。
【專利摘要】一種形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮，本發(fā)明屬于航空技術(shù)領(lǐng)域，它為了解決現(xiàn)有變形蒙皮功能單一以及變形性能不足的問題。本發(fā)明形狀記憶合金纖維與超彈體復合物變形蒙皮由超彈體基體和形狀記憶合金纖維組成，形狀記憶合金纖維平行固化排列于超彈體基體中。本發(fā)明所述的多功能變形蒙皮兼?zhèn)涿鎯?nèi)變形能力、面外變形能力和變剛度特性，能夠?qū)崿F(xiàn)剪切角度為±20°的面內(nèi)變形而且蒙皮幾乎不產(chǎn)生較大的褶皺，面外變形能由平面狀態(tài)變形到T型曲面狀態(tài)。同時通過熱能的激勵，形狀記憶合金在馬氏體相與奧氏體相相互轉(zhuǎn)變的過程中，此復合物蒙皮系統(tǒng)能夠獲得變剛度特性。
【IPC分類】B64C1-12
【公開號】CN104816815
【申請?zhí)枴緾N201510233130
【發(fā)明人】冷勁松, 馮寧, 劉立武, 劉彥菊
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月8日