文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
考虑温度记忆效应的形状记忆合金热力学本构模型
姓名:赵士成
申请学位级别:硕士
专业:固体力学
指导教师:周博
2012-03
宣鎖萱摘要线的近似描述和马氏体体积分数与相变自由能增量间的微分关系,建立了一个描述温度近年来在形状记忆合金蟹⑾值挠捎诓煌耆硎咸迥嫦啾湟鸬奈露燃且效应,在智能材料与结构等领域具有潜在的应用价值,建立克服现存竟鼓P筒能考虑露燃且湫вφ庖痪窒扌缘腟本构模型具有理论和工程实际意义,本文研究内容介绍如下。基于奈露燃且湫вφ庖惶厥庑灾剩ㄒ辶税率咸逶萃N露群桶率咸寮绦度作为描述露燃且湫вΦ牧礁鎏卣魑露取8荻訢实验测定的热流一温度曲托巫醇且浜辖马氏体体积分数孝间关系的方程,该方程能有效地反映的温度记忆效应。介绍了可描述攘ρЧ痰哪诒淞俊⑿巫醇且湟蜃拥母拍睢@肧马氏体相变及其逆相变过程中相变临界应力和相变临界温度间的关系,基于所建立的马氏体体积分数方程,建立了有效描述男巫醇且湟蜃印⒂α臀露燃涔叵档男状记忆方程,克服了现存硎咸逑啾浞匠袒蛐巫醇且浞匠滩荒芸悸荢的温度记忆效应的局限性。以形状记忆因子为描述H攘ρЧ痰哪诒淞浚肎自由能与应变及应力间的微分关系,推导了描述挠αΑ⒂Ρ洹⒛诒淞考拔露燃湮⒎止叵档娜攘ρ微分关系方程。根据形状记忆效应的宏观现象,确定了初始状态分别为完全马氏体和奥氏体和马氏体混合体的诩釉乜J己托对亟崾钡娜攘ρП呓缣跫利用形状记忆合金。娜攘ρП呓缣跫許的热力学微分关系方程进行积分运算,求得了描述挠αΑ⒂Ρ洹⑽露热呶使叵档娜攘ρП竟狗匠蹋朔了现存竟狗匠滩荒芸悸荢由于不完全马氏体逆相变引起的温度记忆效应的局限性,有效地描述了经历不完全马氏体逆相变的娜攘ρ形!基于所建立的巫醇且浞匠毯腿攘ρП竟狗匠蹋直鹗的D饬嗽诓煌α下穆硎咸逄寤质臀露燃涞墓叵登摺⒃诓煌露认耂的形状记忆因子和应力间的关系曲线和在不同温度下挠α陀Ρ浼涞墓叵登摺J到峁砻鳎所建立的巫醇且浞匠毯腿攘ρП竟狗匠蹋夷苡行У胤从砈的温度记忆效应,克服了执姹竟鼓P筒荒芸悸荢温度记忆效应的局限性。关键词:形状记忆合金;;温度记忆效应;形状记忆方程;热力学本构方程。考虑温度记忆效应的形状记忆合金热力学本构模型鹖葜胕置!!狪———————
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第滦髀本文研究背景电流变液材料磁致伸缩材料自上世纪中叶以来,智能材料【和智能结构【的诞生,引起了科学界和材料界人们的广泛关注【。和传统的结构材料相比,智能材料能够感知外部环境的变化和内部状态的改变,并通过自身的性能对外来的信息加以识别和辨认后做出合理的推断,进而决策性的驱动结构做出相应的响应。智能材料是构成智能结构的主导,而形状记忆合金】以其独特的形状记忆效应,简称而备受瞩目,图给出了当今材料科学界所主要研究的具有特殊功能的材料6恢只蚨嘀终庑┚哂刑厥夤δ艿闹悄懿牧献楹显谝起,构成的有类似生命感觉的并且可以自我调节的结构体系,我们称之为智能结构。作为智能材料的一种,具有形状记忆效应的形状记忆材料简称诞生于上世纪年代。形状记忆合金巧简称和形状记忆聚合物虺芐枪钩尚巫醇且洳牧系牧酱蟛糠帧图功能型材料
宣輎鹖縤鹖高鹖嗨胕个庞然大物的天线其实这便是一种记忆合金材料J紫仍诟哂谒淖1湮露确奔幕靖拍年,美国的科学家们⋯客ü芯抗ぷ鞣⑾郑诟呶绿跫。,吧一种放入沸水中,该合金丝又神奇般的恢复到了原来的弹簧形状。后来通过大量类似的试验,使用温度的某种形状记忆合金,在高于其转变温度的条件下,】丝铸成弹簧状后,再在冷水中把它拉直或做成其它的形:吠,再科学家们发现某些其他合金也有类似的功能。每种不同的特定组合的形状记忆合金都有着不同的形状转变温度;在高于某特定的温度基础上,将该合金加工成一定的满足工程实际需要的形状,然后将其冷却到转变温度以下,人为地改变其形状后再加热到转变温度以上,该合金便会自动地恢复到我们想要的形状】。。合金的“形状记忆效应”第一次应用在工业上是在年代末】:人们采用了一种与众不同的管道接头装置。为了将两根需要对接的金属管连接,选用转变温度低于径略微小一点的短管鹘油酚,然后在低于其转变温度下将其内径稍加扩到该接头的转变温度时,接头就自动收缩而扣紧被接管道,形成牢固紧密的连接。成功的案例还包括航空航天领域,如:年美国将当时先进型号的战斗机中的油压核心部件换成—合金接头后,从未发生过漏油、脱落或破损事故】。美国宇航员乘坐可波罗,,号登月舱登上月球,并通过一个直径数米的半球形天线传输月球和地球之间的信息【念恕U下将其制成我们想要的形状,而后在低温条件下将其制成一个团便于携带。当将这个冷冻的“团糜谠虑虮砻娴氖焙颍展庹盏奈露龋指戳似浔纠吹男巫础因形状记忆合金独特的变