Ученые СПбГУ совместно с коллегами из Института проблем машиноведения РАН создали первую модель, позволяющую точно прогнозировать, как сплавы с памятью формы будут защищать конструкции от разрушительных вибраций и сейсмических воздействий.

Сплавы с памятью формы (СПФ) — это уникальные материалы, способные «запоминать» свою исходную форму и возвращаться к ней даже после деформации. Благодаря этому они применяются в системах, защищающих здания, мосты и промышленные конструкции от вибраций и землетрясений. СПФ эффективно гасят колебания, снижая разрушительное воздействие нагрузок, и при этом обладают высокой долговечностью.

Свойства этих сплавов зависят от температуры: при нагреве и охлаждении они меняют свою структуру, становясь то более жесткими, то более гибкими. Это позволяет настраивать их для решения разных задач. Например, в одном режиме они могут поглощать энергию колебаний (демпфирование), а в другом просто отклонять вибрации, не пропуская их дальше (изоляция). Такая гибкость делает эти сплавы идеальными для защиты критически важных объектов инфраструктуры.

Эти материалы могут автоматически адаптироваться к изменяющимся нагрузкам, повышая надежность конструкций. Например, в сейсмоопасных регионах здания с элементами из СПФ будут устойчивее к подземным толчкам, а промышленное оборудование меньше подвергнется износу от вибраций.

«В своей работе мы провели моделирование одномерной колебательной системы — крутильного маятника — с учетом влияния ключевых факторов на температуру рабочего тела: температуры окружающей среды, теплообмена и скорости нагружения. Мы промоделировали эксперименты, выявляющие влияние каждого из факторов на эффективность работы виброзащитного устройства», — сообщил старший научный сотрудник ИПМаш РАН, доцент СПбГУ Федор Беляев.