考虑相变诱导塑性与双向形状记忆效应的形状记忆合金有限应变本构建模
材料科学
2020-01-15 v1
摘要
本文通过大变形框架,提出了一种考虑相变诱导塑性(TRansformation-Induced Plasticity, TRIP)以及双向形状记忆效应(Two-Way Shape Memory Effect, TWSME)的形状记忆合金三维本构模型。所提出的基于对数应变的模型能够捕捉形状记忆合金(SMAs)在一般热机械循环下所展现的大应变与转动。通过使用马氏体体积分数、相变应变、内应力和 TRIP 应变张量作为内部状态变量,该模型能够捕捉 SMAs 在多轴应力状态下承受载荷时应力相关的 TRIP 生成,以及热机械训练后 SMAs 在无载条件下的 TWSME。通过在有限元框架内用户自定义材料子程序给出了所提模型的详细实现流程,可求解不同的边值问题(Boundary Value Problems, BVPs)。还提供了模型参数标定的全面说明以及连续体切向刚度矩阵的推导。最后,将所提模型模拟的广范围 SMA 材料体系在单轴与多轴应力状态下的循环伪弹性和驱动响应与实验结果对比,以验证所提建模能力。
引用
@article{arxiv.2001.04551,
title = {Finite strain constitutive modeling for shape memory alloys considering transformation-induced plasticity and two-way shape memory effect},
author = {Lei Xu and Alexandros Solomou and Theocharis Baxevanis and Dimitris Lagoudas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.04551},
year = {2020}
}