土木工程结构在受到地震、台风等各类自然灾害下可能会产生持续振动,严重时甚至导致结构破坏。各种自然灾害对结构产生的影响往往是不确定的,结构是否具有抵抗各类极端负载的能力,成为了人们日益关切的问题。如今设计和建造新的土木工程结构,不仅仅需要满足静态载荷下的功能和承载性能的需求,还需要满足抗震、耐久性等方面的需求。为了解决上述问题,以形状记忆合金为代表的智能材料应运而生。形状记忆合金具有超弹性、形状记忆效应、高阻尼、耐腐蚀性和耐疲劳性等优点。将形状记忆合金运用于土木工程结构中,能够吸收大量振动产生的能量,减小振动对结构的影响,从而延长结构的使用寿命。本文对形状记忆合金的疲劳性能进行研究,主要从两方面入手。一方面围绕温度和应变幅两个变量对超弹性形状记忆合金疲劳性能的影响展开研究。采用商业定制的SMA狗骨型片状试件,设置了4个试验温度和9个应变幅,在共计36个工况下进行拉伸疲劳试验。试验测试了超弹性状态下SMA的疲劳参数与温度和应变幅的关系,并且通过电镜扫描疲劳破坏后的断口,观察SMA的疲劳断裂特点。研究结果表明:应变幅相同时,温度越高,SMA的疲劳寿命越短,应力幅、弹性模量随着温度的升高而增加,损耗模量随温度的升高而减小;恒定温度时,应变幅越大,SMA的疲劳寿命越短,应力幅、损耗模量与应变幅呈正相关,弹性模量与应变幅呈负相关;SMA的疲劳破坏属脆性断裂,其破坏特点与普通金属类似,应变幅越大,疲劳扩展区的面积越小,温度升高会加快裂纹成核,加速SMA的破坏。本文另一方面研究了SMA绞线的疲劳性能。首先测试了SMA绞线的拉伸响应;随后设置了6个不同的应变幅,进行2000个周期的加卸载循环,测试其功能性疲劳退化情况;最后在5个不同应变幅下进行拉伸疲劳试验,研究SMA绞线结构疲劳断裂特点,同时研究了SMA绞线疲劳参数的演变规律。研究结果表明:奥氏体状态下SMA绞线有较好的超弹性,残余应变较小;SMA绞线在加卸载循环过程中会出现功能疲劳的现象,且应变幅越大,功能性退化越明显;功能疲劳相关参数在一定周期后达到稳定,SMA绞线功能性达到稳定所需要的周期数与应变幅大小无关,并且在试验后期其功能性并没有完全丧失,依旧保持在一定水平;SMA绞线的结构疲劳破坏并不是突然发生的,而是随着其内部单丝断裂而逐渐破坏;随着SMA绞线中单丝的断裂,SMA绞线的滞回曲线逐渐扁平化,应力幅和耗能也不断减小。