本文關(guān)鍵詞：考慮循環(huán)效應的NiTi合金超彈性本構(gòu)關(guān)系

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【摘要】：鎳鈦形狀記憶合金因其獨特的超彈性和形狀記憶效應被廣泛地應用在航空航天,交通運輸和生物醫(yī)學等多個領(lǐng)域。然而這些器件不可避免地就會受到循環(huán)載荷的影響,為了能完善設(shè)計形狀記憶合金工作元件并且評估其可靠性,有必要深入地研究循環(huán)載荷條件下的形狀記憶合金超彈性變形特性和建立適合工程應用的本構(gòu)模型。本文考慮單晶奧氏體在馬氏體相變過程中具有層狀的微結(jié)構(gòu),采用理想界面的條件構(gòu)造了形狀記憶合金的超彈性本構(gòu)關(guān)系,利用均勻化方法把代表性體積單元的局部應力應變關(guān)系轉(zhuǎn)化為整體應力與應變的關(guān)系。Helmholtz自由能由兩相的彈性應變能與化學能組成,通過Legendre變換得到Gibbs自由能,利用微分得到相變驅(qū)動力的表達式。同時引入臨界應力,累積殘余應變和累積馬氏體體積分數(shù)3個內(nèi)變量,利用臨界應力,循環(huán)加載次數(shù)N構(gòu)造相變驅(qū)動力隨循環(huán)加載次數(shù)N變化的表達式。在每一次加載中相變驅(qū)動力作為一個材料參數(shù)控制正相變和逆相變的發(fā)生過程,聯(lián)合累積馬氏體體積分數(shù)和累積殘余應變的各自指數(shù)的關(guān)系就得到考慮循環(huán)效應的單晶本構(gòu)模型。利用Taylor假設(shè)推廣到多晶模型。最后利用本模型對循環(huán)加載下的NiTi合金進行的數(shù)值模擬,在模擬的結(jié)果中可以很好的表述超彈性下遲滯環(huán)的變化,臨界應力和累積殘余應變隨循環(huán)加載次數(shù)N的變化,證明本模型在實際應用NiTi合金的力學性能預測上能夠提供一定的幫助。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG139.6

【參考文獻】

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1 楊軍;鄧龍江;林元華;丁武成;田仁江;李寧;;Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形狀記憶合金管接頭形狀記憶效應和耐腐蝕性能的研究[J];功能材料;2012年11期

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本文編號：1153001