СОПОСТАВЛЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ФАЗОВО-СТРУКТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ НА ПРИМЕРЕ ЗАДАЧИ ОБ ИЗГИБЕ БАЛКИ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 25 > №4 / 2020 / Страницы: 574-594

СОПОСТАВЛЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ФАЗОВО-СТРУКТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ В ИЗДЕЛИЯХ ИЗ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ НА ПРИМЕРЕ ЗАДАЧИ ОБ ИЗГИБЕ БАЛКИ

Аннотация:

В работе рассмотрены три метода расчета фазово-структурной деформации в изделиях из сплавов с памятью формы и приведено их сопоставление на примере решения задачи об изгибе консольной балки. Во всех методах используется гипотеза об эквивалентности фазовой и структурной деформаций с точки зрения дальнейшего деформационного поведения материала на макроуровне. Под фазовой деформацией понимается деформация ориентированного мартенсита, полученного охлаждением аустенитной фазы под нагрузкой, под структурной – деформация ориентированного мартенсита, полученного путем изотермической переориентации хаотического мартенсита. Первый метод состоит в построении трехмерных определяющих соотношений механики сплошной среды и их последующей реализации методом конечных элементов. Определяющие соотношения включают две материальные функции: диаграммы прямого превращения и мартенситной неупругости – зависимости фазовой и структурной деформаций от формирующего их напряжения. Второй метод может применяться для конструкций, деформирование которых характеризуется одним кинематическим и одним силовым параметром: например, прогиб балки под действием усилия. Этот метод использует конструкционные диаграммы прямого превращения и мартенситной неупругости – зависимости фазовой и структурной составляющих кинематического параметра от силового, что позволяет проводить расчет в одномерной постановке. Третий метод применим только для расчета изгиба балок и пластин. Он предполагает разбиение балки на слои, в каждом из которых действует только нормальное напряжение, при этом поперечными и касательными усилиями пренебрегается. Фазово-структурная деформация в каждом слое вычисляется с помощью определяющих соотношений первого метода, но в одномерной постановке. На примере задачи об изгибе балки показано, что все методы дают сходные результаты. Сделан вывод о вычислительной эффективности каждого метода.

1