考虑双向形状记忆效应与相变诱发塑性的形状记忆合金三维本构模型
材料科学
2018-12-31 v1
摘要
在过去的几十年中，形状记忆合金作为执行器得到了广泛研究。与其他活性材料相比，由于其具有很高的驱动能量密度，它们在工程领域中当前和潜在的应用正在迅速扩展。在被用作执行器之前，SMAs 通常要经过一个训练过程以稳定其行为。在训练过程中，材料的微观结构中会产生永久性变化，从而导致内应力的产生和大量不可恢复的相变诱发塑性应变（TRIP）。产生的内应力连同潜在的热载荷提供了诱发定向相变的驱动力，使得基于 SMA 的执行器能够在不施加外部偏置载荷的情况下表现出双向形状记忆效应（TWSME）。为了预测这一内在现象，提出了一种针对未经训练的 SMAs 的三维唯象本构模型。所提模型利用马氏体体积分数、相变应变、TRIP 应变和内应力作为内部状态变量，从而能够考虑在循环热-机械载荷条件下未经训练的 SMAs 的 TRIP 应变演化和 TWSME。最后，求解了在等温/等压循环载荷下考虑未经训练 SMA 材料的边值问题，并将预测的循环响应与可用的实验数据进行了比较，以展示所提的能力。
引用
@article{arxiv.1812.10466,
title = {A Three-Dimensional Constitutive Modeling for Shape Memory Alloys Considering Two-Way Shape Memory Effect and Transformation-Induced Plasticity},
author = {Lei Xu and Alexandros Solomou and Dimitris Lagoudas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.10466},
year = {2018}
}