Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures



Скачать 23.51 Kb.
Дата27.04.2013
Размер23.51 Kb.
ТипДокументы
Нелинейный расчет конструкций из материалов

с памятью формы

Nonlinear analysis of shape memory structures
Д.П. Жечков - аспирант
МГТУ «МАМИ», Москва
Целью работы являлась разработка методики расчета стержневых конструкций, выполненных из сплавов с памятью формы.

В 1960 годах Buehler и Wiley разработали серию никелево-титановых сплавов с составом от 53 до 57% никеля по весу, которые демонстрировали необычный эффект: сильно деформированные образцы сплавов, с остаточной деформацией 8-15%, полностью восстанавливали свою первоначальную форму в процессе нагрева. Этот эффект стал известен как эффект памяти формы, а сплавы, демонстрирующие его, были названы сплавами с памятью формы (СПФ). Позже было установлено, что такого рода материалы могут также обладать (при достаточно высоких температурах) и свойством сверхупругости, т.е. способностью восстанавливать большие деформации в процессе циклов нагрузки-разгрузки при постоянной температуре.

Ключом к объяснению эффекта сверхупругости и эффекта памяти формы являются структурные превращения между аустенитом и мартенситом. Аустенит стабилен при высоких температурах и низких напряжениях, мартенсит – при низких температурах и высоких напряжениях. Различают 2 разновидности мартенсита: ориентированный (S-мартенсит) и неориентированный (M-мартенсит).

В настоящее время существуют различные математические модели, описывающие поведение сплавов с памятью формы. В данной работе за основу была взята модель, предложенная в 1995 г. итальянским ученым Фердинандо Аурицчио. Модель основана на диаграмме активации структурных превращений и связанной с ней системе дифференциальных уравнений эволюции объемных фракций мартенсита, в которую входят специальные функции-переключатели, отвечающие за активацию фазовых превращений.

При выводе системы дифференциальных уравнений состояния растяжимого гибкого стержня из материала с памятью формы принималась справедливой гипотеза плоских сечений. Полная деформация в слое стержня раскладывалась на сумму упругой, фазовой и температурной составляющих. Фазовая деформация, согласно модели Аурицчио, пропорциональна объемной доли ориентированного мартенсита. Собирая воедино уравнения состояния стержня и уравнения эволюции объемных фракций мартенсита по всем слоям сечения стержня, получаем связанную систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, основными неизвестными которой являются квазивектор состояния стержня и квазивектор объемных фракций мартенсита. При решении использован метод дискретного продолжения по параметру. На каждом слое по квазивремени решена нелинейная краевая задача с учетом структурных превращений. По оси квазивремени решена начальная задача Коши.

Тестирование предложенного алгоритма расчета проходило в 2 этапа.
На первом этапе решалась задача о вращающейся консольной балке, где имело место равномерное распределение фазовых долей мартенсита по толщине стержня. На втором этапе был проведен расчет изгиба консольной балки, выполненной из сплава с памятью формы, при больших перемещениях с учетом неравномерности распределения фазовых компонент по толщине стержня. На примере решения обеих задач были продемонстрированы эффекты сверхупругости и памяти формы.

Можно констатировать, что предложенная методика расчета стержневых конструкций из материалов с памятью формы работает и имеет право на существование.

Похожие:

Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconCorel Dra 0 Преобразование формы объектов электронная тетрадь №3 Инструмент Shape
Инструмент Shape выделяет контур объекта и представляет его как совокупность отрезков прямых и кривых линий, соединенных опорными...
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconПримерная программа дисциплины сопротивление материалов
...
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures icon«Сопротивление материалов» Трудоёмкость – 6 зачётных единиц, 216 часов
Цель дисциплины – подготовка будущего бакалавра к проведению самостоятельных расчетов конструкций и элементов конструкций промышленного...
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures icon«Расчет электромеханического привода»
Расчет на прочность зубьев колес эмп. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconПрактическая работа № Изменение формы объектов
Инструменты изменения формы объектов (за исключением инструмента Knife – нож) дают возможность применить к векторному изображению...
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconЛекция №18 Нелинейный функциональный анализ
Многие задачи, возникающие в математике, носят существенно нелинейный характер. Возникает необходимость развивать нелинейную теорию,...
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconИнструкция пользования на изделие: Преобразователь кода Keyboard / Touch Memory нтгр. 251035. 018 «прк»
Клавиатура предназначена для преобразования цифрового кода введенного с клавиатуры, в цифровой код стандарта Touch Memory. Т. е после...
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconРазработка методов проектирования композитных материалов и конструкций ракетно-космической техники 05. 07. 02 Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов 05. 02. 01 Материаловедение
Разработка методов проектирования композитных материалов и конструкций ракетно-космической техники
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconПрименение системы mathcad при решении задач прикладной механики
«Сопротивление материалов»: построение эпюр внутренних силовых факторов, определение перемещений в стержневых конструкциях, расчет...
Нелинейный расчет конструкций из материалов с памятью формы Nonlinear analysis of shape memory structures iconCw-ключ с памятью и Морзе-декодером
Усовершенствованная версия телеграфного ключа с памятью и видеопроцессором ткп+ВП
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org