Capacitatea de amortizare Capacitatea de amortizare a materialelor metalice de a materialelor metalice de tipul aliajelor cu memoria tipul aliajelor cu memoria

formei formei

Drd. Nicanor CimpoesuDrd. Nicanor Cimpoesu

Facultatea S.I.M. Iasi Facultatea S.I.M. Iasi

Capacitatea de amortizare Capacitatea de amortizare Capacitatea mare de amortizare este Capacitatea mare de amortizare este

considerata una din proprietatile cele mai considerata una din proprietatile cele mai importante ale materialelor utilizate in importante ale materialelor utilizate in structurile ingineresti unde zgomotul structurile ingineresti unde zgomotul nedorit si vibratiile trebuie pasiv atenuate. nedorit si vibratiile trebuie pasiv atenuate.

Materiale cu capacitate de Materiale cu capacitate de amortizareamortizare

O O membranmembranăă de cauciuc de cauciuc de tipul EPDM (utilizat de tipul EPDM (utilizatăă sub sub forma de foi ecologice elastice la rezervoarele de acumulare, forma de foi ecologice elastice la rezervoarele de acumulare,

bazine de bazine de îînnot, lacuri ornamentale, iazuri artificiale, nnot, lacuri ornamentale, iazuri artificiale, acoperiacoperişşuri, canale etc) au conform testelor o valoare a frecuri, canale etc) au conform testelor o valoare a frecăării rii interne de 0.8 la o frecveninterne de 0.8 la o frecvenţăţă de 1 Hz pentru temperatura de - de 1 Hz pentru temperatura de -

40 °C 40 °C şşi valoarea de 0.85 la frecveni valoarea de 0.85 la frecvenţţa de100 Hz a de100 Hz şşi temperatura i temperatura de -25 °C. de -25 °C.

O O probprobăă de o de oţţel el a fost deasemena analizata fost deasemena analizatăă şşi aceasta a i aceasta a avut o valoare maximavut o valoare maximăă de 0.005 la frecven de 0.005 la frecvenţţa de1 Hz.a de1 Hz.

A mai fost analA mai fost analiizzaat un t un adeziv adeziv cu vcu vââscozitate redusscozitate redusăă a c a căărui rui valoare a frecvaloare a frecăării interne este de 6 la o temperaturrii interne este de 6 la o temperaturăă de –20 °C. de –20 °C. ÎÎntre aceste valori relativ extreme ntre aceste valori relativ extreme îîn urma testelor s-au mai n urma testelor s-au mai obobţţinut valoarea de 0.2 a frecarii interne la inut valoarea de 0.2 a frecarii interne la un un cuarcuarţţ la 580 °C la 580 °C

şşi pentru un i pentru un compozit compozit alcalcăătuit din ratuit din raşşina epoxy ina epoxy şşi fibre de i fibre de carbon cu valoarea de 0.086 la 190 °C.carbon cu valoarea de 0.086 la 190 °C.

Materiale cu memoria formei Materiale cu memoria formei

Aceasta proprietate neobisnuita a materialelor metalice a fost numita Aceasta proprietate neobisnuita a materialelor metalice a fost numita “comportare tip cauciuc” iar dupa anul 1951 lumea stiintifica a studiat diferite “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-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. Zn si Cu-Al-Ni care au si foarte multe aplicatii practice.

Frecarea internFrecarea internăă şşi aliajele cu i aliajele cu memoria formeimemoria formei O clasO clasăă particular particularăă foarte interesant foarte interesantăă de elemente este de elemente este

legatlegatăă de aplica de aplicaţţiile unor “materiale inteligente” iile unor “materiale inteligente” îîn n structurile ingineresti. structurile ingineresti.

ÎÎn mod particular, pentru proprietn mod particular, pentru proprietăţăţile lor (legate de ile lor (legate de procesele de tranziprocesele de tranziţţie de faze) sunt aliajele cu memoria ie de faze) sunt aliajele cu memoria formei (AMF-urile).formei (AMF-urile).

AMF-urile au prezentat un comportament deosebit AMF-urile au prezentat un comportament deosebit şi şi promipromiţăţător pentru aplicator pentru aplicaţţiile inginereiile inginereşşti civile, ti civile, îîn special n special pentru realizarea unor noi dispozitive de control semi-pentru realizarea unor noi dispozitive de control semi-active.active.

Frecarea internFrecarea internăă este frecvent m este frecvent măăsuratsuratăă cu un sistem cu un sistem pus pus îîn min mişşcare cu o anumitcare cu o anumităă amplitudine amplitudine şşi dupi dupăă asta asta llăăsat liber ssat liber săă vibreze astfel vibreze astfel îîncncâât amplitudinea lui st amplitudinea lui săă descreascdescreascăă. .

Aliaje cu memoria formei utilizate Aliaje cu memoria formei utilizate in aplicatiile pentru structuri in aplicatiile pentru structuri

Aliaje cu memoria formei utilizate in Aliaje cu memoria formei utilizate in aplicatiile pentru structuriaplicatiile pentru structuri

Frecarea internFrecarea internăă îîn funcn funcţţie de ie de temperaturtemperaturăă

Analiza chimica a AMF urilorAnaliza chimica a AMF urilor

Teste de dilatometrie Teste de dilatometrie

Micrografii microscopice Micrografii microscopice

Micrografii prin scanare de electroni (SEM)Micrografii prin scanare de electroni (SEM)

Studiu EDX a aliajelor investigate Studiu EDX a aliajelor investigate

Studiu EDX a aliajelor investigate Studiu EDX a aliajelor investigate Part. IIPart. II

Studiu EDX a aliajelor investigateStudiu EDX a aliajelor investigatePart. IIIPart. III

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

dinamic)dinamic)

Frecarea interna a unui aliaj cu Frecarea interna a unui aliaj cu memoria formei tip CuZnAl memoria formei tip CuZnAl

Frecarea interna a unui aliaj cu Frecarea interna a unui aliaj cu memoria formei tip Cumemoria formei tip CuMnMnAlAl

AplicaAplicaţii ale AMF-urilor cu ţii ale AMF-urilor cu frecare internă marefrecare internă mare

ConcluziiConcluzii AAliajliajee cu memoria formei, ob cu memoria formei, obţţinutinutee cu costuri reduse cu costuri reduse şşi i cu cu un bun efect de un bun efect de

memoria formei, amemoria formei, auu fost realizat fost realizatee din metale de puritate ridicat din metale de puritate ridicatăă cupru, zinc cupru, zinc şşi i aluminiu.aluminiu.

Aliajul obAliajul obţţinut Cuinut Cu68,668,6 Zn Zn13,213,2AlAl4,854,85 prezint prezintăă efect de memoria formei ceea ce efect de memoria formei ceea ce esteeste un un avantaj avantaj îîn utilizarea acestuia n utilizarea acestuia îîn diferite aplican diferite aplicaţţii ca element de disipare a ii ca element de disipare a energiei datoritenergiei datorităă valorilor ridicate pe care le prezint valorilor ridicate pe care le prezintăă frecarea sa intern frecarea sa internăă. .

Valoarea frecarii interne la temperatura camerei este relativ scValoarea frecarii interne la temperatura camerei este relativ scăăzutzutăă pentru pentru ambele aliaje ambele aliaje dar mai mare decdar mai mare decâât a materialelor metalice t a materialelor metalice îîn general. Valoarea n general. Valoarea ridicatridicatăă a frec a frecăării interne (0.116) la temperatura de 89,73 °C face din aliajrii interne (0.116) la temperatura de 89,73 °C face din aliajul ul CuZnAlCuZnAl o posibil o posibilăă solu soluţţie a problemelor de seismicie a problemelor de seismicăă şşi vibrai vibraţţii putii putâând fi utilizat nd fi utilizat ca element de disipare a energiei menca element de disipare a energiei menţţininâând nd îîn acelan acelaşşi timp proprieti timp proprietăţăţile de ile de material metalic. material metalic.

Este prezentatEste prezentatăă şşi influeni influenţţa temperaturii asupra valorilor freca temperaturii asupra valorilor frecăării interne cu rii interne cu punerea punerea îîn evidenn evidenţăţă a domeniului unde a domeniului unde îîntntââlnim cea mai mare valoare a lnim cea mai mare valoare a amortizarii amortizarii aflată întreaflată între punctele de transformare ale aliajului. punctele de transformare ale aliajului.

ÎÎn investigan investigaţţiile legate de frecarea interniile legate de frecarea internăă se observ se observăă şşi legi legăătura dintre modulul tura dintre modulul de elasticitate ade elasticitate all unui material unui material şşi capacitatea sa de amortizare fiind i capacitatea sa de amortizare fiind influenţate influenţate de cauze similare.de cauze similare.

Lucrarea a fost sprijinită prinLucrarea a fost sprijinită prin PCE-IDEI grant 616, pro PCE-IDEI grant 616, proiiect 83/01.10.2007ect 83/01.10.2007

Mulţumiri:Mulţumiri:

- Prof. Dr. Ing. Hopulele IonProf. Dr. Ing. Hopulele Ion

- Conf. Dr. Ing. Stanciu Sergiu Conf. Dr. Ing. Stanciu Sergiu

THE END THE END