Zastosowanie materiałów z pamięcią kształtu w budownictwie
Materiały z pamięcią kształtu
(ang. shape memory alloys
- SMA) są stopami metali,
których istotną cechą jest
zdolność do likwidacji trwałych odkształceń
i powrotu do początkowego kształtu.
Jest to związane z przemianą fazową
struktury krystalicznej materiału nazywaną
przemianą martenzytyczną zachodzącą
pod wpływem wzbudzenia,
jakim może być zmiana temperatury,
działanie pola indukcyjnego lubmagnetycznego
oraz wytężenie materiału.
Najprostszą prezentację właściwości
materiałów SMA przedstawia rysunek
1. Drut o prostym kształcie początkowym(
a) pod wpływemdziałaniamechanicznego
może doznać dużych odkształceń
trwałych na poziomie kilku
procent (b). Dopóki pozostaje w ustalonej
temperaturze poniżej progu przemiany,
dopóty nie zmienia samodzielnie
swojego kształtu. Umieszczony
w ośrodku o temperaturze wyższej niż
temperatura progowa przemiany, powraca
do kształtu początkowego (c).
Przemiana martenzytyczna jest
przejściem materiału pomiędzy dwiema
głównymi fazami:
● faza austenityczna - faza występująca
dla "wysokiej temperatury"; charakteryzuje
się regularną strukturą sieci
krystalicznej (struktura sześcienna);
● faza martenzytyczna - faza występująca
dla "niskiej temperatury"; ma
nieregularną strukturę sieci krystalicznej.
Przemiana między tymi dwiema fazami
polega na zniekształceniu sieci
krystalicznej. Odbywa się ona stopniowo,
jak przedstawiono na rysunku 2,
który prezentuje ewolucję zawartości
martenzytu w materiale w zależności
od temperatury. W związku z tym najprościej
jest doprowadzić do przemiany,
sterując temperaturą. Szczegółowe
właściwości poszczególnych materiałów
SMA najczęściej opisywane są na
podstawie temperatury przemian określonej
dla każdego stopu, która zależy
od składu chemicznego danego stopu.
Przemiana fazowa może nastąpić
również pod wpływemnaprężeń. Rysunek
3 przedstawia właściwości austenitu
oraz martenzytu w zależności od
łącznego wpływu temperatury [...]
Nietypowa analiza numeryczna pomostu kompozytowej kładki typu honeycomb DOI:10.15199/33.2015.11.70
Materiały kompozytowe są coraz częściej stosowanewbudownictwie
jako elementy nośne. Ichwłaściwościmechaniczne,
niewielkie koszty eksploatacji (brak konieczności konserwacji)
oraz coraz korzystniejsza relacja ceny do masy sprawiają,
że konstruktorzy decydują się na konstrukcje kompozytowe.Wartykule
przedstawiono analizę numeryczną pomostu kładki dla pieszych,
zaprojektowanego wg idei technologii honeycomb. Zastosowano
kompozytGFRP - polimer na bazie żywicy epoksydowej
zbrojony włóknami szklanymi.
Słowa kluczowe: kładki dla pieszych, konstrukcje kompozytowe,
metody adaptacyjne.Materiały kompozytowe FRP
(ang. Fibre Reinforced Polymer)
są obecnie coraz częściej
stosowane w konstrukcjach budowlanych
[1, 12, 13]. Powszechnie wykorzystywane
są kształtowniki z materiałów
termoutwardzalnych zbrojonych włóknami
węglowymi lub szklanymi wykonane metodą
pultruzji. Ponadto z materiałów
kompozytowych wykonuje się konstrukcje
powłokowe lub ich fragmenty. Przykładem
mogą być powłoki osiowo symetryczne dyfuzorówlaminatowych,
stanowiące elementy
instalacji chłodniczych [2], w przypadku
których projektuje się układ powłokowy
z odpowiednimużebrowaniem, aby uzyskać
konstrukcję samonośną. Spektakularne staje
się też stosowanie materiałów kompozytowych
w układach nośnych kładek dla pieszych
[8, 9]. Zwodzony most dla pieszych
Pont yDdraig na rzeceClwydwPortRhyl
wPółnocnejWalii (fotografia)wcałościwykonano
z kompozytów z włókien szklanych
i węglowych (GFRP/CRFP). Konstrukcja
składa się z dwóch symetrycznych pomostów
o rozpiętości 30 m każdy, podwieszonych
do masztu wysokości 50 m [4].Materiały
kompozytowe zastosowano również
m.in. w pierwszym w Polsce moście drogowymo
dźwigarach kompozytowych [3, 10].
Materiały kompozytowe oraz technologie
wytwarzania konstrukcji pozwalają dowolnie
kształtować układy nośne. Z uwagi
na właściwościmechaniczne kompozytów
GFRP, tj.mniejszymoduł sprężystości podłużnej
w porównaniu ze stalą, a jednocześnie
po[...]