Модель для расчета механического поведения пористого сплава с памятью формы с неупорядоченной структурой

Е.Н. Япарова, А.Е. Волков, М.Е. Евард показать трудоустройства и электронную почту
Получена  16 апреля 2020; Принята  03 июля 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: Е.Н. Япарова, А.Е. Волков, М.Е. Евард. Модель для расчета механического поведения пористого сплава с памятью формы с неупорядоченной структурой. Письма о материалах. 2020. Т.10. №4. С.377-380
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-377-380

Аннотация

Подход, основанный на теории изгиба балок, позволяет описывать деформационное поведение пористого NiTi с неупорядоченной структурой поровых каналов.Предложена модель для расчета механических свойств образцов с высокой сквозной пористостью из сплава с памятью формы (СПФ) NiTi. Такие образцы получаются из порошков никеля и титана методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, проведенного при специально подобранных технологических условиях. Структура образцов представляет собой набор межпоровых перегородок без четко выраженной ориентации поровых каналов. В данной работе было проведено исследование микрофотографий пористых образцов NiTi с пористостью 60 %. На основании этого исследования такой пористый материал был аппроксимирован балочной структурой, состоящей из горизонтальных балок, поддерживаемых вертикальными изогнутыми балками. Для его характеристики была использована специально разработанная методика определения геометрических параметров рассматриваемой балочной конструкции. Определенный таким образом объект для моделирования дает возможность учесть основные структурные особенности образца. Деформация пористого образца затем рассчитывается с использованием методов сопротивления материалов путем расчета смещений всех элементов конструкции. Использованы определяющие соотношения микроструктурной модели СПФ, которая хорошо зарекомендовала себя при расчете функционально-механического поведения СПФ при различных термических и механических нагрузках. Выполнен расчет диаграмм деформирования пористого NiTi при сжатии при разных температурах, соответствующих мартенситному и аустенитному состоянию СПФ. Результаты моделирования показали хорошее согласие с экспериментальными данными.

Ссылки (17)

1. E. Patoor, D. C. Lagoudas, P. B. Entchev, L. C. Brinson, X. Gao. Mech. Mater. 38 (5-6), 391 (2006). Crossref
2. J. Van Humbeeck. Mater. Sci. Eng. A. 273 - 275, 134 (1999). Crossref
3. M. Bram, M. Kohl, H. P. Buchkremer, D. Stover. J. Mater. Eng. Perform. 20 (4-5), 522 (2011). Crossref
4. M. H. Elahinia, M. Hashemi, M. Tabesh, S. B. Bhaduri. Prog. Mater. Sci. 57, 911 (2012). Crossref
5. M. A. Qidwai, P. B. Entchev, D. C. Lagoudas, V. G. DeGiorgi. Int. J. Solids Struct. 38 (48), 8653 (2001). Crossref
6. Y. Zhao, M. Taya. J. Appl. Mech. 74, 291 (2007). Crossref
7. M. Karamooz-Ravari, M. Kadkhodaei, A. Ghaei. J. Mater. Eng. Perform. 24 (10), 4096 (2015). Crossref
8. T. El Sayed, E. Gürses, A. Siddiq. Comput. Mater. Sci. 60, 44 (2012). Crossref
9. V. Sepe, F. Auricchio, S. Marfia, E. Sacco. Comput Mech. 57, 755 (2016). Crossref
10. M. Panico, L. C. Brinson. Int. J. Solids Struct. 45, 5613 (2008). Crossref
11. S. Nemat-Nasser, Y. Su, W. G. Guo, J. Isaacs. J. Mech. Phys. Solids. 53, 2320 (2005). Crossref
12. M. J. Ashrafi, J. Arghavani, R. Naghdabadi, F. Auricchio. J. Intel. Mat. Syst. Str. 27 (5), 608 (2016). Crossref
13. M. Kaya, N. Orhan, G. Tosun. Curr. Opin. Solid St. M. 14, 21 (2010). Crossref
14. A. E. Volkov, M. E. Evard, E. N. Iaparova. Mater. Today: Proc. 4 (3), 4631 (2017). Crossref
15. M. E. Evard, A. E. Volkov. J. Engn. Mater. Technol. 121 (1), 102 (1999). Crossref
16. A. E. Volkov, M. E. Evard, E. N. Iaparova. MATEC Web Conf. 33, 02006 (2015). Crossref
17. N. Resnina, S. Belyaev, A. Voronkov, A. Gracheva. Smart Mater. Struct. 25, 055018 (2016). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Российский фонд фундаментальных исследований - 18-31-00461
2. Российский фонд фундаментальных исследований - 18-01-00594