本文關(guān)鍵詞：鎳鈦形狀記憶合金細觀力學(xué)單晶模型

  更多相關(guān)文章： 形狀記憶合金 本構(gòu)模型 單晶 超彈性

【摘要】：形狀記憶合金因為具有形狀記憶效應(yīng)和超彈性效應(yīng)而受到廣泛關(guān)注。形狀記憶合金有著輸出功率大、高阻尼、對溫度和應(yīng)力敏感的特性,利用形狀記憶合金的溫度和應(yīng)力敏感特性可以將傳感器和驅(qū)動器集于一體,形狀記憶合金因此在航空航天、車輛和機器人等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,其中NiTi系形狀記憶合金因具有良好的生物相容性而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著重要地位,而合理的構(gòu)造本構(gòu)模型是形狀記憶合金成功應(yīng)用不可缺少的一部分。本文假設(shè)單晶在相變過程中僅出現(xiàn)單個馬氏體變體,由此構(gòu)造了一種形狀記憶合金單晶超彈性模型。本文采用細觀力學(xué)方法將相變中間狀態(tài)奧氏體和馬氏體的混合體等效為單一均質(zhì)材料,模型僅考慮可恢復(fù)馬氏體相變而不考慮晶體滑移所導(dǎo)致的不可恢復(fù)塑性變形,相變應(yīng)變由馬氏體相變晶體學(xué)理論確定。單晶的亥姆霍茲自由能由彈性應(yīng)變能、相互作用能和化學(xué)能構(gòu)成,其中相互作用能取為馬氏體體分比的線性函數(shù)。由亥姆霍茲自由能導(dǎo)出相變驅(qū)動力,假定相變過程中相變驅(qū)動力為常數(shù)得到相變控制方程,同時根據(jù)最大耗散功準(zhǔn)則確定馬氏體變體。相變控制方程和帶有內(nèi)變量的應(yīng)力應(yīng)變表達式共同構(gòu)成單晶的本構(gòu)方程,同時本文推導(dǎo)了單晶一維情況下解析的應(yīng)力應(yīng)變表達式�；诮馕龅膽�(yīng)力應(yīng)變表達式,本文模擬了單晶不同方向的拉壓曲線,結(jié)果顯示拉壓不對稱特性、軟化特性和方向依賴性。采用泰勒假設(shè)將單晶模型擴展到多晶材料,數(shù)值模擬和實驗結(jié)果基本吻合。利用有限元軟件ABAQUS的材料子程序接口UMAT將本文提出的模型寫入有限元程序,算例驗證表明本文提出的模型可以模擬結(jié)構(gòu)的超彈性行為。
【關(guān)鍵詞】：形狀記憶合金 本構(gòu)模型 單晶 超彈性
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG139.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-22
• 1.1 形狀記憶合金概述8-9
• 1.2 馬氏體相變簡介9-13
• 1.2.1 熱彈性馬氏體相變9-11
• 1.2.2 鎳鈦形狀記憶合金相變11-13
• 1.3 形狀記憶效應(yīng)和超彈性13-16
• 1.4 拉壓不對稱特性16-17
• 1.5 本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀17-20
• 1.5.1 宏觀唯象模型17-19
• 1.5.2 細觀力學(xué)模型19-20
• 1.6 主要工作20-22
• 2 細觀力學(xué)單晶模型22-28
• 2.1 多重參考構(gòu)型22-23
• 2.2 熱力學(xué)基本方程23-24
• 2.3 小變形單晶模型24-27
• 2.3.1 小變形基本方程24-26
• 2.3.2 一維解析表達式26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 數(shù)值模擬28-55
• 3.1 小變形一維數(shù)值模擬28-39
• 3.1.1 參數(shù)識別28
• 3.1.2 單晶一維數(shù)值模擬28-36
• 3.1.3 多晶一維數(shù)值模擬36-39
• 3.2 ABAQUS子程序驗證39-54
• 3.2.1 ABAQUS軟件介紹39-43
• 3.2.2 UMAT用戶子程序43-45
• 3.2.3 UMAT計算流程45-46
• 3.2.4 UMAT算例驗證46-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
• 致謝63-64

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 國文;多孔Ni-Ti形狀記憶合金[J];金屬功能材料;2000年06期

2 唐衛(wèi)勝;TiNi形狀記憶合金的特性及應(yīng)用[J];鈦工業(yè)進展;2000年06期

3 高英俊,陳華寧;形狀記憶合金及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[J];廣西物理;2001年01期

4 國文;銅系形狀記憶合金的改性研究[J];金屬功能材料;2001年03期

5 劉建輝,李寧,文玉華;形狀記憶合金的應(yīng)用[J];機械;2001年03期

6 朱明;神奇的形狀記憶合金[J];企業(yè)技術(shù)開發(fā);2001年10期

7 孫世清,郭志猛,殷聲;TiNi形狀記憶合金及其多孔體[J];材料導(dǎo)報;2001年02期

8 朱明;神奇的形狀記憶合金[J];科技信息;2001年06期

9 周海鋒;形狀記憶合金及其應(yīng)用[J];機電設(shè)備;2002年05期

10 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(yīng)用進展[J];材料導(dǎo)報;2002年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱玉萍;兌關(guān)鎖;;磁控形狀記憶合金變體重定向的細觀力學(xué)模型[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

2 周星;樊榮;張文娟;朱明;梁建輝;毛協(xié)民;;人工食管用TiNi形狀記憶合金的細胞毒性研究[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

3 馮燕忠;孫麗;張雯;;形狀記憶合金在工程中的應(yīng)用及探討[A];第八屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

4 劉春雨;涂福泉;許仁波;;磁控形狀記憶合金的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用進展[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

5 董治中;王德法;劉文西;陳金銘;高銀露;;微量硼對鐵基形狀記憶合金的性能影響[A];2000年材料科學(xué)與工程新進展（上）——2000年中國材料研討會論文集[C];2000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(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

7 謝詩芳;劉錦文;;添加元素對Cu-11.46Al-2.86Ni形狀記憶合金韌性的響影[A];首屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1992年

8 趙連城;蔡偉;;形狀記憶合金的研究進展[A];第二屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

9 戴自怡;劉曉霞;;形狀記憶合金紡織品及其開發(fā)[A];第十屆長三角科技論壇——紡織分論壇論文集[C];2013年

10 于東;張博明;梁軍;武湛君;戴福洪;;形狀記憶合金混雜復(fù)合材料的力學(xué)性能模擬與實驗分析[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李有觀;形狀記憶合金材料的發(fā)展動向[N];中國有色金屬報;2005年

2 本報駐美國記者 毛黎;換位思考別有一番洞天[N];科技日報;2012年

3 本報記者 華凌;金屬家族里的“變形金剛”[N];科技日報;2012年

4 記者 李鵬;4D打�。洪_啟材料的自我組裝時代[N];北京科技報;2014年

5 褚幼義;形狀記憶合金，，材料新貴族[N];中國有色金屬報;2001年

6 李況;新型建筑電子化[N];中國房地產(chǎn)報;2003年

7 仲欣;新材料讓建筑更“聰明”[N];中華建筑報;2003年

8 敖宏;記憶合金研發(fā) 北京走在前列[N];北京日報;2000年

9 中國科學(xué)技術(shù)館 李春才　　;會記憶的金屬材料[N];大眾科技報;2004年

10 彭新建;日開發(fā)出超強磁性制品形狀記憶合金[N];中國冶金報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉記立;柱狀晶組織Cu_(71)Al_(18)Mn_(11)形狀記憶合金的性能及制備加工基礎(chǔ)研究[D];北京科技大學(xué);2016年

2 陳翔;鎳鈦鈮形狀記憶合金特性的試驗與本構(gòu)模型研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 王永軍;含形狀記憶合金復(fù)合結(jié)構(gòu)振動特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 王玉龍;形狀記憶合金復(fù)合材料界面力學(xué)特性[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

5 陳斌;鎳鈦鈮形狀記憶合金宏細觀力學(xué)行為研究[D];重慶大學(xué);2013年

6 魯軍;磁控形狀記憶合金電磁—機械可逆轉(zhuǎn)換及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2010年

7 李明高;TiNi形狀記憶合金與不銹鋼的連接[D];吉林大學(xué);2006年

8 周博;形狀記憶合金的本構(gòu)模型[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

9 竺致文;用形狀記憶合金對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行主動控制[D];天津大學(xué);2003年

10 朱勝利;多孔TiNi形狀記憶合金的研究[D];天津大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 柳賓;形狀記憶合金振動系統(tǒng)分析與計算[D];天津大學(xué);2009年

2 孟兆華;形狀記憶合金復(fù)合薄板的非線性動力學(xué)研究[D];天津大學(xué);2010年

3 裴麗麗;生物醫(yī)用TiNi形狀記憶合金的制備及性能研究[D];東北大學(xué);2008年

4 楊軍;形狀記憶合金海洋溫差能發(fā)電裝置的研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 徐萌;CuAlMn形狀記憶合金的組織細化及性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

6 劉冬迪;內(nèi)嵌偽彈性形狀記憶合金纖維的復(fù)合材料靜動態(tài)有限元分析[D];青島科技大學(xué);2016年

7 寇榮輝;鐵磁形狀記憶合金的同步輻射高能X射線原位衍射研究[D];東北大學(xué);2014年

8 彭媛;形狀記憶合金驅(qū)動的手腕及平臺研究[D];東北大學(xué);2014年

9 陳濤;定向凝固鐵磁形狀記憶合金力—熱—磁耦合試驗研究[D];江蘇大學(xué);2016年

10 朱瑞;Mn基鐵磁形狀記憶合金的相變和磁性[D];南京大學(xué);2016年

本文編號：717550