ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСОВМЕСТНОСТИ ДЕФОРМАЦИЙ В МОДЕЛИ СПЛАВА С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 26 > №3 / 2021 / Страницы: 371-386

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСОВМЕСТНОСТИ ДЕФОРМАЦИЙ В МОДЕЛИ СПЛАВА С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ

Аннотация:

Для учета несовместности деформаций, вызванной фазово-структурным деформированием мартенсита, в выражение термодинамического потенциала сплава с памятью формы (СПФ) введены дополнительные слагаемые, выраженные через две материальные функции. Первая из них характеризует несовместность деформаций между мартенситными образованиями и аустенитной матрицей. Вторая функция связана с несовместностью деформаций между различно ориентированными мартенситными образованиями и между разными вариантами ориентации мартенсита внутри них. Рассмотрен вопрос о знаке дополнительных слагаемых и аргументах соответствующих функций. Если за базовое состояние принят хаотический мартенсит без упрочнения, то слагаемое, учитывающее несовместность деформаций в мартенсите, меньше или равно нулю и увеличивается по модулю с возрастанием степени ориентированности мартенсита. Слагаемое, учитывающее несовместность деформаций между мартенситом и аустенитом, равно нулю в однофазных состояниях и больше нуля в двухфазном. Подробно рассмотрен СПФ с однородным упрочнением мартенситной части представительного объема. Сформулированы условия неотрицательности механической части диссипации, которая представлена в виде суммы слагаемых, связанных с фазовыми переходами и структурным превращением. Из этих условий получены ограничения, накладываемые на материальные функции, учитывающие несовместность деформаций, и сдвиги характерных температур фазовых переходов. В частности, при обратном фазовом переходе без нагрузки в образце из СПФ, имеющем в мартенситном состоянии ненулевую фазово-структурную деформацию, температуры начала и окончания перехода увеличиваются, а диапазон перехода сужается по сравнению с образцом из хаотического мартенсита, что согласуется с результатами ряда экспериментов. Продемонстрирована методика определения материальных функций, характеризующих несовместность деформаций в СПФ, по экспериментальным данным. Выбран вид этих функций и путем аппроксимации найдены входящие в их выражения постоянные. При этом удовлетворены ограничения, обеспечивающие неотрицательность механической части диссипации.

0