ОПИСАНИЕ СВЕРХУПРУГОСТИ В РАМКАХ ОБЪЕДИНЕННОЙ МОДЕЛИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ С УЧЕТОМ ТРАНСЛЯЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ МАРТЕНСИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ | Механика | композиционных | материалов и конструкций

ОПИСАНИЕ СВЕРХУПРУГОСТИ В РАМКАХ ОБЪЕДИНЕННОЙ МОДЕЛИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СПЛАВОВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ С УЧЕТОМ ТРАНСЛЯЦИОННОГО УПРОЧНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ МАРТЕНСИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Аннотация:

Рассматривается объединенная модель фазового и структурного деформирования сплавов с памятью формы, позволяющая учесть как деформационное, так и трансляционное упрочнение, а также описать явление ориентированного превращения. Модель построена с учетом того, что фазовые деформации могут увеличиваться как при уменьшении нагрузки, так и при ее отсутствии. Используется понятие поверхности нагружения в пространстве напряжений и активного процесса, причем приращение структурных деформаций в активном процессе определяется ассоциированным законом по аналогии с теориями пластичности. Вводятся условия активного нагружения, согласно которым тензор приращений структурных деформаций должен быть сонаправлен внешней нормали к поверхности нагружения, а параметр упрочнения, связанный со структурным переходом, должен быть положителен. В большинстве моделей сплавов с памятью формы учитывается только образование новых мартенситных элементов, но не их дальнейшее увеличение. Между тем эксперименты показывают, что развитие мартенситных элементов может заметно влиять на значения деформаций. В рассматриваемой модели вводится специальная материальная функция, определяющая соотношение между процессами зарождения и развития мартенситных элементов. Поскольку температура, при которой начинается фазовый переход в сплавах с памятью формы, зависит от действующих напряжений, фазовые переходы при определенных условиях могут происходить при постоянной температуре. В данной работе объединенная модель применяется для описания явления сверхупругости в никелиде титана. Моделируется переход от линейной зависимости деформаций от напряжений к нелинейной при достижении пороговых значений напряжений и соответствующем фазово-структурном превращении. Проведено сравнение результатов для разных материальных функций. В случае учета развития мартенситных элементов значения фазово-структурных деформаций оказываются выше. Полученные графики показывают, что модель качественно правильно описывает нелинейный рост деформаций под действием монотонно изменяющихся напряжений при постоянной температуре и явление сверхупругости. При монотонно возрастающих напряжениях при постоянной температуре влияние развития мартенситных элементов оказывается менее заметным, чем при убывающих напряжениях.

0