文档介绍：形状记,合金的多维本构关系研究摘要西安建筑科技大学硕士学位论文专业:结构工程硕士生:丁怡洁指导教师:王社良教授形状记忆合金是一种能够在温度或应力作用下改变其晶体结构的材料。由于具有独特的形状记忆效应、滞后性能、变阻尼特性和相变伪弹性等诸多智能功能,形状记忆合金已经成为引人注目的新型功能材料之一。为了将其准确地应用于工程结构并实现所指定的功能,就需要建立既能准确描述材料特性又能方便工程应用的材料本构模型。本文在前人工作的基础上,研究了适用于多维应力状态下的形状记忆合金本构模型,主要工作有:首先,分析了形状记忆合金的主要力学和物理特性,以及引起这些特性的物理本质。其次,对目前具有影响力的一些形状记忆合金本构模型进行了分类概述和讨论,并且总结了建立形状记忆合金材料多维本构的两种方法。接着,基于热力学理论,在等提出的理论框架内对相变方程和描述相变的内变量进行了讨论。在此基础上,类比经典塑性力学中的屈服面,引入岢龅穆硎咸逄寤质胗ασ约拔露鹊墓叵担芯苛耸视糜谌ǔ瘫壤加载的形状记忆合金多维本构模型。最后,对文中建立的本构模型进行了求解,并且编制了语言程序,对形状记忆合金试件在一维和多维情况下的材料热力学行为进行了数值模拟和分析。研究结果表明,文中所提出的形状记忆合金本构模型能够较好地模拟材料的形状记忆效应和伪弹性,并且在温度低于马氏体相变开始温度时能够描述马氏体的重定向问题,克服了模型不能描述材料处于完全马氏体状态时的力学行为的缺陷。模型最终表达为统一的关于应力,应变和温度的增量形式,便于在日后工程应用中的有限元实施。关键词:形状记忆;本构模型;伪弹性
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声明论文作者签名:丁牛台沽关于论文使用授权的说明论文作者签名:丁台活本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。日期:却口手,亨本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。C艿穆畚脑诼畚慕饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:日强:趏§,注;请将此页附在论文首页。
绪论智能材料研究进展引言西安建筑科技大学硕士学位论文近年来,智能材料虺艻作为一项重要的材料技术引起了国际材料科学界和工程界的广泛重视,被视为新世纪工程技术发展的先导。智能材料是模仿生命系统,能感知环境变化并能实时地改变自身的一种或多种性能参数,自身可做出所期望的能与变化后的环境相适应的自我调整的复合材料或材料的复合。由于这种材料不是单一的、简单的组织结构,因此又常称之为智能材料系统Ⅱ。智能材料的基础是功能材料。功能材料通常可分为两大类,一类是对外界或内部的刺激强度,如应力、应变、振动、光、热、电、磁、化学和辐射等作用具有感知功能的材料,通称为感知材料。如:光导纤维、形状记忆合金、压电陶瓷、压电薄膜等。在实际工作中可根据需要选用它们制作各种实用的传感器。另一类是在外界环境条件或内部状态发生变化时,能作出响应或驱动的材料。这些材料可根据温度、电场或磁场的变化而自动改变其形态、尺寸、刚度、振动频率、阻尼、内耗及其它一些机械特性,因而可根据不同需要选择其中的某些材料制作各种执行或驱动元件。如:电致和磁致伸缩材料、电流变体和磁流变体、形状记忆合金、压电陶瓷等。智能材料结构系统具备传感、控制和驱动三个基本要素,能通过自身的感知进行信息处理,发出指令并执行和完成动作,从而实现结构的自检测、自诊断、自监控、自校正、自修复和自适应等多种功能【”。智能材料是材料科学向前发展的必然结果,是信息技术溶入材料科学的自然产物,也是未来世界的技术支撑。它的问世,标志着继石器材料、钢铁材料、合成高分子材料、人工设计材料之后,材料的发展进入了第五代材料时期川,也预示着世纪将发生一次划时代的深刻的材料革命,并带动其它工程结构向高科技领域发展。智能材料的设计与合成方法新材料的不断发展提供了可选择的合成智能材料系统的新组合,利用现有
设计和合成智能材料并不是简单的几种功能材料的组和,只有按照严格、粉末粒子组成各种花样绻∮貌煌δ艿奈⒘V馗凑庵植僮骶涂晒钩捎刹西安建筑科技大学硕士学位论文已成熟的功能材料作为组元进行复合是创构智能材料的一种技术途径。构成智能材料,不仅要从宏观和微观尺