×

形状记忆合金:超弹性行为的宏观建模和数值模拟。 (英语) Zbl 0898.73019号

这项工作的重点是基于内变量形式主义和广义塑性理论的一系列新的非弹性模型。本文采用广义塑性作为开发形状记忆材料的一维和三维本构模型的框架。所提出的本构模型再现了形状记忆合金的一些基本特征,例如超弹性、拉伸和压缩时的不同材料行为以及单变量马氏体再取向过程。对于等温条件,详细讨论了模型在有限元格式中的实现以及算法一致切线的形式。对形状记忆材料的典型试验(例如单轴加载、四点弯曲和三点弯曲试验)进行了数值模拟,并与现有的试验数据进行了比较。

MSC公司:

74C99型 塑料材料、应力等级材料和内变量材料
74S30型 固体力学中的其他数值方法(MSC2010)
74A60型 微观力学理论
74M25型 固体微观力学

软件:

张力
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿德勒,P.H。;于伟(Yu,W.)。;Pelton,A.R。;扎德诺,R。;Duerig,T.W。;Barresi,R.,《伪弹性Ni-Ti的拉伸和扭转性能》,Scripta Metall。材料。,24, 943-947 (1990)
[2] Auricchio,F.,《形状记忆合金:应用、微观力学、宏观建模和数值模拟》(1995年加州大学伯克利分校博士论文)
[3] Auricchio,F。;Taylor,R.L.,《循环塑性的两种材料模型:非线性运动硬化和广义塑性》,国际塑料杂志。,11, 65-98 (1995) ·Zbl 0819.73018号
[4] Auricchio,F。;Taylor,R.L。;Lubliner,J.,返回图算法在塑性模型中的应用,(Owen,D.R.J.;Onate,E.,COMPLAS计算塑性:基础与应用(1992)),2229-2248,巴塞罗那
[5] 贝恩,E.C.,Trans。AIME,70,25(1924)
[6] Bührer,W。;佐利克,M。;Gotthardt,R.,形状记忆合金Ni-Ti的晶体结构:对《金属学报》最新出版物的评论。Mater,Scripta Metall公司。材料。,26, 1149-1151 (1992)
[7] 布勒·W·J。;Wiley,R.C.,镍基合金,技术报告(1965),美国专利3174851
[8] Chrysochoos,A。;Lobel,M。;Maisonneuve,O.,CuZnAl和NiTi合金伪弹性行为的热力学耦合,Comptes Rendus de l'Academie des Sciences,Serie II,320,217-223(1995)
[9] 斜槽,J.D。;Hodgson,D.E.,《眼镜架和SMA——挑战和产品》(Duerig,T.W.;Melton,K.N.;Stökel,D.;Wayman,C.M.,《形状记忆合金的工程方面》(1990),420-425
[10] 克罗斯,W.B。;Kariotis,A.H。;Stimler,F.J.,技术报告,NASA SP 1433(1969)
[11] 艾森伯格,医学硕士。;Phillips,A.,非一致屈服面和加载面的塑性理论,机械学报。,11, 247-260 (1971) ·Zbl 0225.73030号
[12] 福尔克,F。;Konopka,P.,描述形状记忆合金马氏体相变的三维朗道理论,J.Phys.:条件。Matter,261-77(1990)
[13] 傅,S。;霍,Y。;Muller,I.,《伪弹性热力学——分析方法》,《机械学报》。,99, 1-19 (1993)
[14] Funakubo,H.,《形状记忆合金》(1987),Gordon和Breach科学出版社,J.B.Kennedy译自日语
[15] 霍,Y。;Muller,I.,伪弹性非平衡热力学,Cont.Mech。热电偶。,5, 163-204 (1993) ·Zbl 0780.73006号
[16] Jackson,C.M。;Wagner,H.J。;Wasilewski,R.J.,55-Nitinol-记忆合金:物理冶金、性能和应用,技术报告,NASA SP 5110(1972)
[17] Kakeshita,T。;清水,K。;Nakamichi,S。;田中,R。;Endo,S。;Ono,F.,静水压力对时效Ti-Ni和形变Fe-Ni-Co-Ti形状记忆合金中热弹性马氏体相变的影响,马特。事务处理。JIM,33,1-6(1992)
[18] Likhachev,A.A。;于科瓦尔(Yu Koval)。N.,关于描述形状记忆合金滞后行为的微分方程,Scripta Metall。材料。,27, 223-227 (1992)
[19] Lim,T.J。;McDowell,D.L.,《循环加载过程中Ni-Ti合金的退化》(Smart Structures and Materials 1994)。智能材料。智能结构和材料1994。智能材料,程序。SPIE-国际。光学工程学会,26(1994),326-341
[20] Lubliner,J.,《广义塑性力学中的最大耗散原理》,《力学学报》。,52, 225-237 (1984) ·Zbl 0572.73043号
[21] Lubliner,J.,《广义塑性的简单模型》,《国际固体结构杂志》。,28, 769-778 (1991) ·Zbl 0749.73028号
[22] Lubliner,J。;Auricchio,F.,《广义塑性和形状记忆合金》,Int.J.Solid Struct,第33卷,第7期,991-1003(1996)·兹伯利0902.73034
[23] Lubliner,J。;Taylor,R.L。;Auricchio,F.,广义塑性的新模型,国际期刊固体版。结构。,3013171-3184(1993年)·Zbl 0791.73031号
[24] Madangopal,K。;Banerjee,S.,《Ni-Ti形状记忆合金马氏体的自调节形态》,Scripta Metall。材料。,24, 2291-2296 (1990)
[25] Madangopal,K。;Banerjee,S.,《Ni-Ti形状记忆合金马氏体中的晶格不变剪切》,Scripta Metall。材料。,26, 1627-1632 (1992)
[26] Madangopal,K。;辛格,J。;Banerjee,S.,《Ni-Ti形状记忆合金的自我调节》,Scripta Metall。材料。,25, 2153-2158 (1991)
[27] Madangopal,K。;辛格,J。;Banerjee,S.,《Ni-Ti形状记忆合金中自我调节的性质》,Scripta Metall。材料。,29, 725-728 (1993)
[28] Maenchen,G。;Sack,S.,张量码,(Alder,B.,《计算物理方法》,第3卷(1964年),学术出版社),181
[29] Malygin,G.A.,超弹性变形效应和马氏体相变形状记忆的动力学模型,Phys。固态,35,66-71(1993)
[30] McNicholas,J.L。;Cory,J.S.,Nitinol热力学,J.Appl。物理。,61, 972-984 (1987)
[31] Melton,K.N.,Ni-Ti基形状记忆合金,(Duerig,T.W.;Melton
[32] Melzer,A。;Stökel,D.,通过使用Ni-Ti材料提高手术器械的性能,(Pelton,A.R.;Hodgson,D.;Duerig,T.,Proc.First Int.Conf.Shape Memory and Superelastic Technologies(1994)),401-409
[33] 宫崎骏,S。;大冢,K。;Wayman,C.M.,Ti-Ni合金中马氏体相变的形状记忆机制。I.自我调节,金属学报。,37, 1873-1884 (1989)
[34] 宫崎骏,S。;大冢,K。;Wayman,C.M.,Ti-Ni合金中马氏体相变的形状记忆机制。二、。《变量合并和形状恢复》,《金属学报》。,37, 1885-1890 (1989)
[35] 穆勒,I。;Xu,H.,关于拟弹性磁滞,金属学报。材料。,39, 263-271 (1991)
[36] O’Leary,J.P。;尼科尔森,J.E。;Gatturna,R.F.,《Ni-Ti在Homer Mamalok中的应用》,(Duerig,T.W.;Melton,K.N.;Stökel,D.;Wayman,C.M.,《形状记忆合金的工程方面》(1990),477-482
[37] Phillips,A.,《石墨的速率依赖连续体理论及其实验验证》,Nucl。工程设计。,18, 203-211 (1972)
[38] Raghavan,V.,《马氏体转变动力学》(Olson,G.B.;Owen,W.S.,《马丁石:向莫里斯·科恩致敬》(1992)),197-225
[39] 拉涅基,B。;Lexcellent,C.,\(R_L\)-一些形状记忆固体的伪弹性模型及其规范,欧洲。机械杂志。,A/固体,13,21-50(1994年)·Zbl 0795.73010号
[40] Sachdeva,R.C.L。;宫崎骏,S.,《矫正学中的超弹性Ni-Ti合金》(Duerig,T.W.;Melton,K.N.;Stökel,D.;Wayman,C.M.,《形状记忆合金的工程特性》(1990),452-469
[41] J.C.Simo,塑性数值分析和模拟专题,见:P.G.Ciarlet和J.L.Lions,eds.,《数值分析手册》,第3卷(爱思唯尔科学出版社B.V.),即将出版。;J.C.Simo,塑性数值分析和模拟专题,见:P.G.Ciarlet和J.L.Lions,eds.,《数值分析手册》,第3卷(Elsevier Science Publisher B.V.)·Zbl 0930.74001号
[42] J.C.Simo和T.J.R.Hughes,《弹塑性和粘塑性:计算方面》(Springer-Verlag),即将出版。;J.C.Simo和T.J.R.Hughes,《弹塑性和粘塑性:计算方面》(Springer-Verlag),即将出版。
[43] Stice,J.,《超弹性在导丝和关节镜器械中的应用》(Duerig,T.W.;Melton,K.N.;Stökel,D.;Wayman,C.M.,《形状记忆合金的工程特性》(1990),483-489
[44] 孙庆平;Hwang,Keh Chin,多晶形状记忆合金本构行为的微观力学建模。I.一般关系推导,J.Mech。物理。固体,41,1-17(1983)·Zbl 0767.73062号
[45] 孙庆平;Hwang,Keh Chih,多晶形状记忆合金本构行为的微观力学建模。二、。个体现象研究,J.Mech。物理。固体,41,19-33(1993)·Zbl 0767.73063号
[46] 塔穆尔,I。;Wayman,C.M.,《马氏体转变和机械效应》(Olson,G.B.;Owen,W.S.,《马丁石:向莫里斯·科恩致敬》(1992)),第227-242页
[47] 田中,K。;Iwasaki,R.,《相变超塑性现象学理论》,《工程分形》。机械。,21, 709-720 (1985)
[48] Wang,F.E.,(《化学文摘》NiTi和相关化合物,《化学文摘NiTi及相关化合物》,技术报告,NOLTR 68-16(1968))
[49] Wick,A.,超弹性NiTi的弯曲行为,(硕士论文(1994年),卡尔斯鲁厄大学(TH),维尔克斯托夫昆德第一研究所)
[50] Wilkins,M.L.,弹塑性流动的计算,(Alder,B.,计算物理学方法,第3卷(1964年),学术出版社),211
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。