ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ ПРИ КОНЕЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЯХ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 24 > №3 / 2018 / Страницы: 461-476

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ ПРИ КОНЕЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЯХ

Аннотация:

В рамках теории конечных деформаций построена модель поведения сплавов с памятью формы (СПФ) в условиях аустенитно-мартенситного фазового перехода и пластического деформирования. Все нелинейные соотношения, имеющие место при конечных деформациях, линеаризуются, для этого применяется подход, основанный на кинематике наложения малых деформаций на конечные. Предполагается аддитивность скоростей изменения упругих, температурных, фазовых, структурных и пластических деформаций. Для описания изменения фазовых и структурных деформаций используется упрощенный вариант модели нелинейного деформирования СПФ, обобщенный на конечные деформации. Учитывается сдвиг характерных температур фазового перехода в нагруженном материале, а также зависимость упругих модулей от доли мартенситной фазы. Для описания упругого поведения материала используется упрощенный закон Синьорини. Записана постановка для краевой задачи в дифференциальной форме и вариационная постановка в форме Лагранжа. В качестве краевых задач рассматриваются задачи об изгибе стержня прямоугольного сечения и кручении цилиндрического образца из СПФ. В начальный момент времени образцы, закрепленные с левого торца, находятся в аустенитном состоянии. К правому торцу прикладываются усилия, вызывающие изгиб/кручение, так, что в материале возникают упругие и, при достижении предела текучести, пластические деформации. После этого, при той же температуре образцы частично разгружаются, затем они охлаждаются под нагрузкой таким образом, что в материале происходит прямое фазовое превращение из аустенита в мартенсит и накопление фазовых и структурных деформаций. Задачи решены в трехмерной постановке методом конечных элементов с использованием процедуры пошагового нагружения. Получены распределения интенсивности пластических, фазовых и структурных деформаций, а также интенсивности напряжений.

5