23754

مدلسازي رفتار حافظه داري دو طرفه و فرآيند آموزش آلياژهاي حافظه دار در بارگذاري سيكلي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك-طراحي كاربردي-جامدات

1397-1399

1399/11/15

محمدجواد اشرفي

مكانيك

استفاده از آلياژهاي حافظه دار امروزه به دليل ويژگي هاي بسيار ارزنده و كاربردي كه دارا مي باشند، در صنايع مختلفي مانند صنايع هوايي، خودروسازي و پزشكي مورد استفاده قرار مي گيرند. آلياژهاي حافظه دار را مي توان از نظر بازيابي شكل به دو دسته حافظه داري يك طرفه و دو طرفه تقسيم كرد. آلياژ حافظه دار آموزش نديده داراي اثر حافظه داري يك طرفه بوده و فقط شكل خود را در فاز آستنيت مي تواند بازيابد. در صورتي كه آلياژ حافظه دار، اگر به وسيله بارگذاري هاي چرخه اي مناسب آموزش ببيند (فرآيند آموزش)، مي تواند علاوه بر بازيابي شكل خود در فاز آستنيت، شكل خود را در فاز مارتنزيت نيز در حين سرد شدن بدون اعمال نيرو بازيابد. در اين پايان نامه، با استفاده از مدلي پديدار شناختي به پيش بيني رفتار دوطرفه آلياژهاي حافظه دار و فرآيند آموزش تحت بارگذاري چرخه اي پرداخته شده است. كه در اين راستا جهت مشاهده رفتار دوطرفه اي، آلياژ حافظه دار با استفاده از روش سيكل حافظه دار يك طرفه و شبه الاستيك كه يكي از روش هاي شناخته شده آموزش مي باشد، تحت فرآيند آموزش قرار مي گيرد. ساختار معادلات مدل حاضر نيز برپايه ي روش گسسته-زماني و همراه با انرژي آزاد و تابع حد و افزودن پارامترهايي جهت مشاهده رفتار حافظه داري و فرآيند آموزش به تابع معرفي مي شوند. اين مدل قادر به پيش بيني رفتار حافظه داري دوطرفه اي و فرآيند آموزش است كه در جهت مشاهده توانايي هاي مدل پيشنهادي، ابتدا مدل را با نتايج تجربي مورد قياس قرار داده و مشاهده مي كنيم كه مدل حاضر، تطابق خوبي با نتايج تجربي داشته است. علاوه بر اين، قابليت هاي مدل حاضر در پيش بيني اثر حافظه داري دوطرفه، اثرات تخريب، نرخ تكامل و تثبيت كرنش دائم به دقت از طريق مطالعات پارامتري مورد بررسي قرار گرفته است. و در انتها با توجه به نتايج تجربي موجود مشاهده مي شود كه مدل حاضر قادر به پيش بيني فرآيند آموزش از همان سيكل هاي اوليه بوده و در مقايسه با كارهاي مشابه اي كه تاكنون صورت گرفته مدل پيشنهادي قادر است در تنش هاي القايي مختلف رفتار حافظه داري دوطرفه و فرآيند آموزش را پيش بيني نمايد.

1399/12/02

Modeling of two-way shape memory behavior and training process of shape memory alloys in cyclic loading

2/3/2021 12:00:00 AM

The use of shape memory alloys(SMAs) is used today in various industries such as aerospace , automotive and medicine due to their very valuable and practical properties. Shape memory alloys can be divided into one-way and two-way shape memory in terms of shape recovery. Untrained shape memory alloy has a one-way memory effect and can only regain its shape in the austenite phase. If the shape memory alloy, if trained by appropriate cycle loadings (training process) can in addition to recovering its shape in the austenite phase, also form itself in the martensite phase while cooling without applying force Recover. In this study, using a phenomenological model, the two-way behavior of shape memory alloys and the training process under cyclic loading are predicted. In this regard , in order to observe the two-way behavior, the shape memory alloy is subjected to the training process using the one-way and pseudo-elastic memory cycle method , which is one of the well-known training methods. The structure of the equations of the present model is also introduced based on the time-discrete method with free energy and limit function and adding parameters to observe the shape memory behavior and training process to the function. This model is able to predict the two-way shape memory effect and the training process. In order to observe the capabilities of the proposed model, we first compare the model with the experimental results and observe that the current model fits well with the experimental. In addition, the capabilities of the present model in predicting the two-way shape memory effect, degradation effects, evolution rate and stabilization of permanent strain have been carefully examined through parametric studies. Finally, according to the available experimental results, it can be seen that the present model is able to predict the training process from the same initial cycles and compared to similar work done so far, the proposed model is able to predict the two-way shape memory effect and the training process in different inductive stresses.

آلياژ حافظه دار , فرآيند آموزش , اثر حافظه داري دوطرفه , سيكل حرارتي , شبه الاستيك , گسسته-زماني , تخريب

shape memory alloy , The training process , Two-way shape memory Effect , Termal cycle , pseudo elastic , Time – discrete , degradation