В СПбГУ создали модель для расчёта поведения умных сплавов при сейсмических нагрузках
Разработка российских учёных поможет повысить эффективность виброзащиты в строительстве и машиностроении.
Учёные Санкт-Петербургского государственного университета и Института проблем машиноведения РАН представили первую механическую модель, позволяющую точно спрогнозировать, как сплавы с памятью формы (СПФ) будут вести себя при вибрационных и сейсмических воздействиях. По данным пресс-службы вуза, новая модель учитывает тепловые процессы, которые напрямую влияют на механические свойства этих материалов, пишет ТАСС.
СПФ способны возвращаться к исходной форме после деформации благодаря температурно-зависимым фазовым переходам. Это делает их перспективными для использования в защитных системах зданий, мостов и промышленного оборудования. Новая модель позволяет учитывать такие параметры, как скорость деформации, теплообмен с окружающей средой и режим охлаждения, что критически важно для расчётов.
В ходе моделирования была проанализирована работа одномерной колебательной системы — крутильного маятника. Результаты показали, что при быстром нагружении материал может нагреваться на 20 °C сильнее, чем при медленном, и становиться жёстче. Это ухудшает его способность гасить вибрации. В то же время активное охлаждение, например, водяное, значительно повышает эффективность сплава в демпфирующих системах.
Авторы отмечают, что оптимальными оказались режимы с быстрым охлаждением до низкотемпературной фазы или цикличным нагревом и последующим охлаждением. Это открывает возможности для более точной настройки виброзащитных устройств под конкретные условия эксплуатации. Модель может быть применена при проектировании современных зданий и инженерных конструкций, в том числе в сейсмоопасных районах.
