НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВeДЕНИЯ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КОМПОЗИТА С ВОЛОКНАМИ ИЗ СПЛАВА С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 24 > №2 / 2018 / Страницы: 221-241 doi.org/10.25590/mkmk.ras.2018.24.02.221_241.05

НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВeДЕНИЯ ОДНОНАПРАВЛЕННОГО КОМПОЗИТА С ВОЛОКНАМИ ИЗ СПЛАВА С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ

,

Аннотация:

В рамках модифицированной модели нелинейного термомеханического поведения сплавов с памятью формы при фазовых и структурных превращениях описаны процессы изменения напряженно – деформированного состояния однонаправленного композита с упругим связующим и волокнами из никелида титана. Предварительно волокнам с помощью явлений накопления деформации прямого превращения или мартенситной неупругости задается начальная фазово – структурная деформация. После этого волокна, находящиеся в мартенситном фазовом состоянии, совмещаются со связующим с тем, чтобы обеспечить совместное деформирование обоих компонент. При последующем нагреве волокон в них происходит обратное термоупругое мартенситное фазовое превращение, сопровождающееся явлением памяти формы. В результате весь композит испытывает продольные сжимающие деформации, в его элементах возникают внутренние напряжения (сжимающие в связующем и растягивающие в волокнах). При последующем охлаждении волокон в них будет происходить прямое термоупругое мартенситное фазовое превращение под действием внутренних растягивающих напряжений. Волокна будут удлиняться в продольном направлении, обеспечивая процесс деформации растяжением всего композита. С использованием подходов микромеханики композиционных материалов, в связанной постановке, с учетом переменности модуля Юнга никелида титана исследованы процессы изменения напряженно – деформированного состояния такого композита в целом и его компонент, изменение фазового состава волокон. Особое внимание уделено исследованию возможности осуществления в данной системе замкнутого двухпутевого эффекта памяти формы (явления многократно обратимой памяти формы) при котором в точке окончания прямого термоупругого фазового превращения в волокнах, внутренние напряжения в системе полностью исчезают. Показано, что это явление может быть описано лишь в рамках модели поведения сплавов с памятью формы, учитывающей, наряду с процессом зарождения мартенситных мезоэлементов, процесс их развития при прямом превращении, т.е. при использовании системы определяющих уравнений, правильно описывающих явление ориентированного превращения. Показано, что замкнутый двухпутевой эффект памяти формы имеет место при определенном значении коэффициента наполнения, являющимся убывающей функцией заданной волокнам начальной деформации.

5