比来几年，地动所酿成的粉碎流露了现有修建布场合场面对猛烈的地面移动时存在的脆弱性。针对这类状态，美国乔治亚理工学院的研讨人员正在对形状影象合金材料举行阐发，领会它们用于抗地动布局材料的潜力。

　　为阐发形状影象合金，研讨人员开辟出将热力学和力学方程相连络的模型，以领会形状影象合金在猛烈活动前提下会有何转变。利用模型，他们阐发了形状影象合金在不合修建组件(电缆、钢筋、板材和螺旋弹簧)中对不合外界前提的反应。研讨人员流露表现，基于这些信息，能决定材料的最好抗震特色。

　　这个阐发模型的开辟者包含乔治亚理工学院土木和环境工程学院传授雷金纳德·德斯洛奇斯、力学工程学院研讨生雷扎·米尔扎艾法、土木和环境工程学院副传授阿拉希·亚瓦里和材料科学工程学院传授肯·噶尔。有关阐发模型的文章不久前颁发在《国际非线性力学杂志》收集版上。

　　为改良材料在地动中的布局机能，环球各地的研讨人员对多种“智能”材料的利用举行了研讨，此中包含形状影象合金。最多见的形状影象合金由含有铜—锌—铝—镍、铜—铝—镍或镍—钛的金属化合物构成。形状影象合金在桥梁和修建布局中的埋没利用包含布局支承、支柱和横梁，或梁和柱间的连接部件。

　　亚瓦里解释道，对尺度的土木工程材料，人们借助力学经由过程力和位移便可测量出材料的应力和形变。但是，对特色跟着负荷的存在和消逝而转变的形状影象合金这类材料，人们却必需从热力学和力学两方面来考虑。

　　研讨小组发明，在从有负荷到无负荷的过程中，热量的产生和接收在形状影象合金中构成了一个温度梯度，这导致材猜中呈现非平均的应力漫衍，即便是形状影象合金呈现平均形变时也是如斯。

　　米尔扎艾法觉得，过往人们深进研讨的是细丝状的形状影象合金，其可以或许与周围环境敏捷互换热量，让人们发觉不到温度的转变。但当人们开端研讨尺寸达到可以成为土木工程部件的形状影象合金时，其内部温度不再平均，必需将这类不平均考虑到研讨的范围内。

　　为预知形状影象合金在有/无负荷瓜代轮回中内部温度漫衍(其可帮忙领会应力漫衍)环境，研讨人员开辟的研讨模型可以或许将材料的外不雅热限前提、直径和形状影象合金负荷率作为输进参数。

　　研讨小组将周围前提纳进研讨模型的启事是形状影象合金在用于抗震布局时将面对各种百般的环境，比方用于桥梁布局会打仗到水及用于修建布局会碰到氛围，这些都会让形状影象合金呈现不合的热传导率。在研讨中，研讨人员利用热成像仪记实下了形状影象合金在负荷有/无瓜代时外不雅温度的转变环境。

　　利用开辟的模型，研讨人员可以或许准确地预知形状影象合金内部温度和应力的漫衍。模型阐发所获得的结果获得了尝试结果的确认。在一项测试中，他们发明给形状影象合金渐渐施加负荷时，合金偶然候将产生的热量同周围的环境举行互换，其内部产生了平均的应力漫衍；但是，向合金快速施加负荷，热量没法在短时候内与周围环境互换，从而合金内部呈现非平均应力漫衍。

　　米尔扎艾法流露表现，他们开辟的模型阐发方式可以或许准确和快速地摹拟形状影象合金在考虑温度转变和负荷率相干性时所呈现的庞杂热/力耦合反应。

　　德斯洛奇斯传授流露表现，形状影象合金向人们展现了抗震修建和桥梁计划和其他利用所需的奇特色质：它们具有巨大年夜耗散能量的才能，同时还会产生永久变形或严峻退化。展看将来，研讨人员打算阐发形状更庞杂的布局材料，和多负荷(包含拉力、曲折和扭力)的影响，以优化形状影象合金在抗震布局中的利用。