کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5018335 1467046 2016 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A micromechanics-inspired constitutive model for shape-memory alloys that accounts for initiation and saturation of phase transformation
ترجمه فارسی عنوان
یک مدل سازنده الهام گرفته از میکرومکانیکی برای آلیاژهای حافظه شکل که برای شروع و اشباع تبدیل فاز
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
یک مدل سازنده برای توصیف رفتارهای کششی و تحرک ماکروسکوپیک از آلیاژهای حافظه دار پلی کریستالی، با استفاده از چارچوب ترمودینامیکی متغیر داخلی صورت می گیرد. در مدل سازی پیش از مدل های پدیدارشناختی، مدل پیشنهادی ابتکاری، رشد سینتیک و اشباع تبدیل را به طور واضح و سازگار با فیزیک نشان می دهد که توسط آزمایش های چند بعدی و مطالعات نظری بیان شده است. به طور خاص، رویکرد پیشنهادی، تظاهرات ماکروسکوپی سه حقایق میکرومکانیکی را ضبط می کند، هر چند که ریزپردازنده ها به طور صریح مدل سازی نشده اند: (1) دانه های فردی با جهت گیری مطلوب و تنش برای تحول، اولین بار برای مارنزیت می باشند، و کرنش هسته محلی نسبتا بزرگ است. (2) پس از آن، واسطه های تبدیل براساس سینتیک رشد به منظور انتقال شبکه های غلات، در حالی که مارتنزیت قبلی ممکن است تغییر مسیر داده شود، پخش می شود. (3) در نهایت، تبدیل دانه ها قبل از تکمیل 100٪ به عنوان برخی از دانه های نامطلوب گرا تبدیل نمی شود؛ در نتیجه، فشار کلی ترانسفورماتور پلی کریستال نسبت به سویه هسته زایی اولیه، نسبتا متوسط ​​است. فرمول بندی پیشنهادی همچنین برای عدم تقارن تنش - فشرده سازی، پردازش انحصارطلبانه و تمایز بین تحولات ناشی از استرس و تحریک دما ایجاد می شود. در نتیجه، مدل پاسخ های گرماسوزی از آلیاژهای حافظه شکل را دربر می گیرد که به صورت پیچیده و بارگیرهای حرارتی مکانیکی چند محوری می باشد. این توانایی ها با مقایسه دقیق شبیه سازی ها با آزمایش ها نشان داده شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
A constitutive model to describe macroscopic elastic and transformation behaviors of polycrystalline shape-memory alloys is formulated using an internal variable thermodynamic framework. In a departure from prior phenomenological models, the proposed model treats initiation, growth kinetics, and saturation of transformation distinctly, consistent with physics revealed by recent multi-scale experiments and theoretical studies. Specifically, the proposed approach captures the macroscopic manifestations of three micromechanial facts, even though microstructures are not explicitly modeled: (1) Individual grains with favorable orientations and stresses for transformation are the first to nucleate martensite, and the local nucleation strain is relatively large. (2) Then, transformation interfaces propagate according to growth kinetics to traverse networks of grains, while previously formed martensite may reorient. (3) Ultimately, transformation saturates prior to 100% completion as some unfavorably-oriented grains do not transform; thus the total transformation strain of a polycrystal is modest relative to the initial, local nucleation strain. The proposed formulation also accounts for tension-compression asymmetry, processing anisotropy, and the distinction between stress-induced and temperature-induced transformations. Consequently, the model describes thermoelastic responses of shape-memory alloys subject to complex, multi-axial thermo-mechanical loadings. These abilities are demonstrated through detailed comparisons of simulations with experiments.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Volume 97, December 2016, Pages 197-224
نویسندگان
, , ,