本文關鍵詞：多孔形狀記憶合金的相變機理和力學性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京交通大學》 2013年

多孔形狀記憶合金的相變機理和力學性能研究

劉兵飛  

【摘要】：智能材料是信息科學與材料科學相結(jié)合的產(chǎn)物,是材料科學領域一個非常重要的分支。由于形狀記憶合金具有偽彈性和形狀記憶效應等許多特有的性能,形狀記憶合金及其復合材料引起了智能材料研究領域的廣泛關注,并提出了智能形狀記憶合金復合材料的概念。 本構關系的研究是應用與發(fā)展這類材料的關鍵性問題,本文基于復合材料力學和細觀力學的基本理論,分別對功能梯度形狀記憶合金和多孔形狀記憶合金的相變機理和力學性能進行研究。具體工作如下： 將功能梯度形狀記憶合金材料考慮為如下兩種情況：一種是陶瓷和形狀記憶合金組成的梯度復合材料,該材料既具有陶瓷材料的耐熱性能又具有形狀記憶合金的特殊力學特性；另一種是本身具有梯度特性的形狀記憶合金材料。本文首先結(jié)合復合材料平均化理論和已有形狀記憶合金的本構關系,分析了變溫作用下陶瓷形狀記憶合金功能梯度材料的力學性能。結(jié)果表明,與純彈性金屬陶瓷功能梯度復合材料相比,梯度形狀記憶合金材料的最大應力明顯降低,從而提高了材料的力學性能。對于本身具有梯度性能的形狀記憶合金材料,則是采用Tresca屈服準則與實體形狀記憶合金的本構關系相結(jié)合,分析了內(nèi)壓力作用下的功能梯度形狀記憶合金筒的相變過程和力學性能,所得結(jié)果與有限元模擬吻合很好,能夠為功能梯度形狀記憶合金的設計和應用提供理論基礎。 靜水壓力對實體形狀記憶合金材料的變形和相變影響很小且可以忽略。然而對于多孔形狀記憶合金,由于材料內(nèi)部有孔隙的存在,在受到外力作用時會產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象,這樣就會導致材料內(nèi)部的孔隙附近會產(chǎn)生應力集中,突變的應力值可使其孔隙附近提前發(fā)生相變。本文首先對多孔SMA相變機理進行研究,分析了靜水壓力和偏應力單獨作用于多孔形狀記憶合金的情況,得到了多孔形狀記憶合金的相變點分布位置和馬氏體體積分數(shù)的變化規(guī)律�；贘2-I1理論,提出了一種近似的多孔形狀記憶合金屈服方程和本構模型�；贕urson理論和塑性擴展理論,推導了一種考慮靜水壓力下的多孔形狀記憶合金的屈服方程和本構關系。兩種方法的模擬結(jié)果均與實驗吻合很好,且與已有細觀力學模型相比,初始相變點更接近實驗值。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG139.6
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄧宗才,霍達,杜修力;形狀記憶合金本構模型的研究進展[J];北京工業(yè)大學學報;2002年04期

2 白玉俊,陳蘊博,徐慶莘;醫(yī)用多孔Ni-Ti形狀記憶合金的研究與應用進展[J];材料導報;2002年09期

3 李丙運,戎利建,李依依,V.E.Gjunter;生物醫(yī)用多孔Ti-Ni形狀記憶合金的[J];材料研究學報;2000年06期

4 朱祎國,呂和祥;形狀記憶合金本構模型的熱力學框架[J];大連理工大學學報;2003年06期

5 鄭斌;徐軍;齊民;;醫(yī)用TiNi合金表面等離子體沉積梯度DLC膜及抗腐蝕性能[J];功能材料;2007年01期

6 韓杰才,徐麗,王保林,張幸紅;梯度功能材料的研究進展及展望[J];固體火箭技術;2004年03期

7 李海濤,彭向和,黃尚廉;形狀記憶合金的一種基于經(jīng)典塑性理論的兩相混合本構模型[J];固體力學學報;2004年01期

8 鄧松華,楊賢金,朱勝利,崔振鐸;多孔NiTi形狀記憶合金的生物醫(yī)學特性及其醫(yī)用前景[J];金屬熱處理;2003年12期

9 王振清;周博;梁文彥;;形狀記憶合金的本構關系[J];金屬學報;2007年11期

10 張宇鵬;張新平;鐘志源;;梯度孔隙率與大孔隙尺寸NiTi形狀記憶合金的制備及其相變和超彈性行為[J];金屬學報;2007年11期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李四年,李厚祥,肖岸純;尼龍1010/石墨梯度材料涂覆汽車花鍵軸的研制[J];工程塑料應用;2004年09期

2 嚴云;江毅;Christopher K.Y.Leung;;用光纖光柵測量混凝土中鋼筋的腐蝕——第一部分:基本原理與加速試驗的結(jié)果[J];四川建筑科學研究;2005年06期

3 王威;王社良;蘇三慶;;土木結(jié)構應用SMA進行振動控制存在的難點問題[J];四川建筑科學研究;2009年03期

4 李延紅;;具有生物活性的羥基磷灰石及其復合材料的研究進展[J];安徽化工;2006年06期

5 馮憶艱,桂長林,孫軍;功能梯度材料及其在內(nèi)燃機燃燒室中的應用[J];安徽工程科技學院學報(自然科學版);2004年02期

6 李化建;建筑系統(tǒng)的智能化[J];安徽建筑工業(yè)學院學報(自然科學版);2001年04期

7 萬剛,李榮德;電磁屏蔽材料的進展[J];安全與電磁兼容;2003年01期

8 陶帥;白鴻柏;侯軍芳;李中偉;;微隔振平臺的壓電致動器設計[J];兵器材料科學與工程;2008年05期

9 鄭雁軍,崔立山;電流變液機理和材料的研究[J];保定師范�？茖W校學報;2005年02期

10 劉兵飛;兌關鎖;朱玉萍;;靜水壓力對多孔形狀記憶合金相變的影響[J];北京交通大學學報;2011年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郝穎;吳志強;;雙線性滯后系統(tǒng)減振分析[A];第十三屆全國非線性振動暨第十屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集[C];2011年

2 張振華;吳志強;;SMA層合梁的非線性振動和分岔分析[A];第十三屆全國非線性振動暨第十屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集[C];2011年

3 銀永發(fā);賀才富;;高分子“PVF”微濾功能膜的研制生產(chǎn)與開發(fā)應用[A];中國膜科學與技術報告會論文集[C];2003年

4 張雨燁;閻石;馬寧;;基于Preisach理論形狀記憶合金電阻-應變滯回模型[A];第九屆全國振動理論及應用學術會議論文集[C];2007年

5 丁皓江;楊博;陳偉球;;功能梯度板柱面彎曲的彈性力學解[A];第十五屆全國復合材料學術會議論文集（下冊）[C];2008年

6 袁惠群;孫華剛;潘冬花;楊李色;;具有磁滯回非線性特性的超磁致伸縮換能器響應分析[A];第十二屆全國非線性振動暨第九屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議論文集[C];2009年

7 姚學鋒;許蔚;;功能梯度材料斷裂力學的若干進展[A];損傷、斷裂與微納米力學進展：損傷、斷裂與微納米力學研討會論文集[C];2009年

8 陳斌;彭向和;;形狀記憶合金單晶細觀本構關系的一種相變動力學模型及算法[A];中國計算力學大會'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計算力學學術會議（SCCM8）論文集[C];2010年

9 葛一蘭;李青山;崔占全;;智能纖維的現(xiàn)狀與發(fā)展[A];第八屆功能性紡織品及納米技術研討會論文集[C];2008年

10 劉樂民;尚新春;;磁致伸縮作動器振動問題的數(shù)值分析[A];北京力學會第13屆學術年會論文集[C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王永軍;含形狀記憶合金復合結(jié)構振動特性研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 曲華;摻雜型ZnS納米粒子的制備及表面修飾對其發(fā)光性質(zhì)的影響[D];中國海洋大學;2010年

3 杜娟;高精度電子組裝設備中智能材料驅(qū)動器的建模與控制研究[D];華南理工大學;2010年

4 柯常波;NiTi形狀記憶合金中Ni_4Ti_3相沉淀行為的相場法模擬研究[D];華南理工大學;2010年

5 王崢;磁致伸縮直線位移傳感器彈性波機理研究[D];太原理工大學;2011年

6 李洪梅;TiNi形狀記憶合金與不銹鋼異種材料激光焊研究[D];吉林大學;2011年

7 吳波;電化學合成羥基磷灰石涂層及其性能研究[D];大連理工大學;2011年

8 曲磊;多場耦合電磁彈性體的基本理論與計算方法研究[D];合肥工業(yè)大學;2011年

9 楊浩;保水劑對黃綿土、褐土及沙土物理特性影響研究[D];北京林業(yè)大學;2011年

10 晏艷;不同應變率下銅基單晶記憶合金超彈性微結(jié)構多尺度特征的觀測與分析[D];復旦大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李艷冰;二元稀土氟化物的控制合成及光學性能研究[D];安徽工程大學;2010年

2 鄭兵;Fe_3O_4/聚乳酸基聚氨酯納米復合形狀記憶材料的制備及性能研究[D];華東師范大學;2011年

3 王玲玲;基于FEM的二維FGM板平面熱應力研究[D];河北工程大學;2010年

4 張欽;溫敏型凝膠的制備與性能分析[D];哈爾濱理工大學;2010年

5 張敏;空腔球形羥基磷灰石與腫瘤診治藥物的研究[D];華東理工大學;2011年

6 彭家成;Cu/WC功能梯度材料細觀組織與力學性能的研究[D];昆明理工大學;2010年

7 趙錦麗;ZMP算法的四足步行機器人的步態(tài)規(guī)劃與平衡控制[D];浙江工商大學;2011年

8 王秋婧;壓電陶瓷驅(qū)動器力學模型理論與試驗研究[D];沈陽建筑大學;2011年

9 周建鴻;形狀記憶合金用于結(jié)構自修復的設計和試驗研究[D];沈陽建筑大學;2011年

10 杜運興;ZnS熒光量子點的油水界面法合成及發(fā)光性質(zhì)研究[D];東華大學;2011年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 薛素鐸,周乾;SMA-橡膠復合支座在空間網(wǎng)殼結(jié)構中的隔震研究[J];北京工業(yè)大學學報;2004年02期

2 曹文斌,武安華,李江濤,葛昌純;SiC/C功能梯度材料的制備[J];北京科技大學學報;2001年01期

3 郭揚波,劉方平,載翔宇,唐志平,虞吉林;TiNi合金的動態(tài)偽彈性行為和率相關相變本構模型[J];爆炸與沖擊;2003年02期

4 趙軍,艾興,張建華;功能梯度材料的發(fā)展及展望[J];材料導報;1997年04期

5 朱景川,來忠紅,尹鐘大,李明偉;ZrO_2-Ni功能梯度材料的熱沖擊與熱疲勞行為[J];材料科學與工藝;2001年04期

6 王曉林，，梁國憲，王爾德，霍文燦;機械合金化過程中粉末變形與形成復合粉的工藝條件[J];材料科學與工藝;1995年03期

7 宋經(jīng)章,李勃,儲成林,王世棟,張力寧,張樹格,楊曉曦;自蔓延工藝參數(shù)對TiNi合金多孔體孔洞均勻性的影響[J];材料科學與工藝;1997年01期

8 羅虹,張寶生,朱景川,尹鐘大,安閣英,孫有俊;離心鑄造SiCp/A356功能梯度材料的組織結(jié)構與耐磨性[J];材料科學與工藝;1997年02期

9 黃旭濤,嚴密;功能梯度材料:回顧與展望[J];材料科學與工程;1997年04期

10 張小明,殷為宏,王學成;SHS法制備高孔隙度TiNi合金[J];稀有金屬材料與工程;2000年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 彭向和;陳斌;;SMA形狀記憶行為的描述[A];第三屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1998年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許嘉龍;前言[J];上海鋼研;1990年01期

2 王瑞祥，谷南駒，張建新，殷福星，張慶安;熱處理工藝對CuZnAl形狀記憶合金冷加工性能的影響[J];機械工程材料;1994年06期

3 ;永不忘本的形狀記憶合金[J];花炮科技與市場;2003年01期

4 崔相旭;姚鴻年;;形狀記憶合金的奧秘[J];材料科學與工程學報;1983年04期

5 魏中國;楊大智;;形狀記憶合金在傳感器技術中的應用[J];功能材料;1987年01期

6 李炎;橋本初次郎;橫田康宏;助臺榮一;宋明暉;吳逸貴;;NiTi形狀記憶合金的HREM觀察[J];電子顯微學報;1990年03期

7 韓;;馬氏體相變及在形狀記憶合金中的應用通過技術鑒定[J];河北工業(yè)大學學報;1992年01期

8 千東范，高寶東，劉雅秀;寬滯后形狀記憶合金的研制[J];材料工程;1995年12期

9 ;形狀記憶合金的彈性特性[J];金屬功能材料;1999年04期

10 曉敏;薄膜形狀記憶合金致動器[J];金屬功能材料;2002年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫雙雙;孫國鈞;;形狀記憶合金與彈簧-阻尼復合結(jié)構的力學性能[A];2000年材料科學與工程新進展（上）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

2 江世哲;王社良;王潔;;形狀記憶合金在土木工程振動控制中的應用研究[A];振動利用技術的若干研究與進展——第二屆全國“振動利用工程”學術會議論文集[C];2003年

3 朱勝利;崔振鐸;楊賢金;;氬氣保護燒結(jié)TiNi多孔形狀記憶合金的研究[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

4 饒光斌;王儉秋;柯偉;韓恩厚;;循環(huán)應力作用下偽彈性TiNi_(50.6)形狀記憶合金的應力應變響應[A];疲勞與斷裂2000——第十屆全國疲勞與斷裂學術會議論文集[C];2000年

5 林成新;谷南駒;趙連城;;FeMnSi系形狀記憶合金的低溫松弛研究[A];第四屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];2001年

6 秦添艷;;形狀記憶合金的發(fā)展[A];第四屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];2001年

7 莫華強;劉玉輝;黃德誠;茍淵;鄭斯奎;周旭昌;沈保羅;霍永忠;曾光廷;曾祥才;李敏榆;;NiTiNb形狀記憶合金的應力松弛研究[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

8 孫雙雙;孫國鈞;吳建生;;聚合物與形狀記記合金組合桿的力學性能[A];2000年材料科學與工程新進展（上）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000年

9 錢士強;冷培榆;;大壓縮變形TiNi合金顯微組織研究[A];第十五屆華東地區(qū)熱處理年會暨華東地區(qū)熱處理年會三十周年紀念活動論文摘要集[C];2006年

10 成巖;韓曉東;張澤;WU M H;;熱處理對Ti-Mo-V-Nb-Al合金微觀結(jié)構的影響[A];2006年全國電子顯微學會議論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭新建 摘譯;[N];中國冶金報;2002年

2 彭新建;[N];中國冶金報;2006年

3 褚幼義;[N];中國有色金屬報;2001年

4 李有觀;[N];中國有色金屬報;2005年

5 戴麗昕;[N];上海科技報;2008年

6 李況;[N];中國房地產(chǎn)報;2003年

7 秋穎;[N];大眾科技報;2002年

8 李有觀;[N];中國有色金屬報;2005年

9 欒海;[N];新華每日電訊;2007年

10 中國科學技術館 李春才　　;[N];大眾科技報;2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉兵飛;多孔形狀記憶合金的相變機理和力學性能研究[D];北京交通大學;2013年

2 王玉龍;形狀記憶合金復合材料界面力學特性[D];哈爾濱工程大學;2011年

3 鄒穎嫻;應用SMA提高古塔抗震可靠性的理論與方法研究[D];西安建筑科技大學;2010年

4 王永軍;含形狀記憶合金復合結(jié)構振動特性研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

5 王偉;形狀記憶合金的本構模型及試驗研究[D];大連理工大學;2012年

6 鄧俊楷;形狀記憶合金中時效效應的原子模擬[D];西安交通大學;2011年

7 鄭成琪;CuAlMn形狀記憶合金的晶體結(jié)構和阻尼性能研究[D];江蘇大學;2011年

8 李新宇;基于ADSM的電子電器產(chǎn)品設計方法與主動拆卸技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2011年

9 朱祎國;形狀記憶合金及其復合材料的本構關系[D];大連理工大學;2002年

10 崔振鐸;生物醫(yī)學用鎳鈦形狀記憶合金激光表面改性的研究[D];天津大學;2003年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳云章;形狀記憶合金材料本構模型的大變形問題研究[D];北京交通大學;2010年

2 王林偉;形狀記憶合金對鋼筋混凝土梁驅(qū)動效應的ANSYS分析[D];大連理工大學;2004年

3 王亞芳;形狀記憶合金的超彈性及其應用研究[D];西北工業(yè)大學;2004年

4 蔡繼峰;Ti-Ni-Co形狀記憶合金相變和形變特性研究[D];陜西理工學院;2010年

5 甄睿;形狀記憶合金相變點測試系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學;2003年

6 袁月峰;形狀記憶合金驅(qū)動器設計及控制研究[D];遼寧工程技術大學;2003年

7 曹玲飛;Cu-Al-Mn形狀記憶合金馬氏體結(jié)構及熱穩(wěn)定性的研究[D];中南大學;2002年

8 熊偉;形狀記憶合金智能子結(jié)構控制系統(tǒng)的研究及應用[D];西安建筑科技大學;2001年

9 劉麗娟;電子輻照對形狀記憶合金相變特性的影響[D];四川大學;2002年

10 吳為國;形狀記憶合金耗能器及其結(jié)構被動控制方法研究[D];西安建筑科技大學;2004年

  本文關鍵詞：多孔形狀記憶合金的相變機理和力學性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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