8318

مشخصه‌يابي كاربردي سيم آلياژ حافظه‌شكلي نيتينول براي جانمايي در كامپوزيت‌هاي پايه پليمري

كارشناسي

مكانيك

1401

دكتر محمود مهرداد شكريه

1401/12/14

مكانيك

Applied Characterization of NiTi SMA Wire for Embedment in Polymer-Based Composites

آلياژ حافظه‌دار نيكل-تيتانيوم از جمله مواد پركاربرد در صنعت مي‌باشد كه طي سال‌هاي اخير براي پيش‌بيني رفتار آن مدل‌هاي ساختاري ساده و پيچيده متعددي توسط پژوهش‌گران ارائه شده است. عدم تطابق بين رفتار ترمومكانيكي مدل ساختاري و نتايج آزمايشگاهي پژوهش‌هاي پيشين، اين نياز را پديد مي‌آورد كه براي انتخاب صحيح مدل ساختاري مناسب، مشخصه‌يابي نمونه آلياژ حافظه‌دار بايد با دقت ويژه‌اي انجام شود. در اين پژوهش با هدف رفع اين نياز، رفتار آلياژ حافظه‌دار طي آزمون‌هاي ترمومكانيكي متعدد مورد بررسي قرار گرفت و پارامتر‌هاي مورد نياز مدل‌هاي مختلف ساختاري، از نتايج آزمون‌ها استنتاج شد. از ميان آزمون‌هاي ترموديناميكي انجام شده، با توجه به كاربرد مكانيزم بازيابي مقيد آلياژ حافظه‌دار جانمايي شده دركامپوزيت‌هاي پايه‌پليمري، آزمون بازيابي مقيد مورد مطالعه عميق قرار گرفت و رفتار پيچيده مشاهده شده از آن، بر خلاف پيش‌بيني مورد انتظار بود. با تطبيق نتايج آزمون‌ها با مقالات معتبر، حضور يك فاز كريستالي جديد به نام فاز مياني (R-Phase) در ساختار اين نمونه از سيم آلياژ‌حافظه‌دار احساس مي‌شود كه رفتار پيچيده مشاهده شده در آزمون‌ها را مي‌توان به حضور آن نسبت داد. با توجه به آناليز عنصري انجام شده در اين پژوهش و مقالات پژوهشي ارجاع داده شده، علت پديد آمدن فاز مياني در اين نمونه ناشي از فرآيند توليد اين نوع از سيم آلياژ حافظه‌دار است. مدل‌هاي ساختاري متعددي نيز براي آلياژ حافظه‌دار حاوي فاز مياني ارائه شده است كه با توجه‌ به پيچيدگي رياضيات اين مدل‌ها، علي رغم در دسترس بودن پارامترهاي مورد نياز براي مدل‌سازي، مطالعه و انتخاب مدل مناسب در مجال اين تحقيق نمي‌گنجد. همچنين در اين پژوهش، با تجزيه و تحليل نتايج آزمون بازيابي مقيد، يك روش صحت‌سنجي نوآورانه براي صحت‌سنجي آزمون DSC ارائه شد كه نسبت به استاندارد پيشين ارائه شده براي اين منظور، برتري‌هاي چشم‌گيري دارد. با انجام فرآيند فرآوري سيم آلياژ حافظه‌دار دوطرفه از سيم‌ يك‌طرفه، سيم‌ها با رفتار جديد در آزمون بازيابي مقيد جايگزين سيم‌هاي قبلي شدند و نتايج حاصل شده نسبت به سيم هاي قبلي، در كنار كاهش پيچيدگي‌هاي مربوط به آماده‌سازي نمونه، بهبود قابل توجهي در حداكثر مقدار تنش القايي گزارش كرده‌اند. با توجه به اين نوآوري در تحقيق حاضر، پيشنهاد مي‌شود با توجه به برتري‌هاي ذكر شده براي سيم آلياژ‌حافظه‌دار دوطرفه، از اين نوع رفتار سيم در مكانيزم بازيابي مقيد بهره گرفته شود.

آلياژ حافظه‌دار , مشخصه‌يابي , بازيابي مقيد , فاز مياني , آزمون DSC , سيم آلياژ حافظه‌دار دوطرفه