NiTi多晶形状记忆合金相变超弹性特性的实验研究

来源 :同济大学工程力学与技术系 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liunanr0306
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形状记忆合金作为一种新型的智能材料,正日益广泛地应用于机械、控制、 生物医学等领域,但是有关该材料的一些性质的研究还是比较少。对于NiTi多 晶形状记忆合金而言,材料在拉伸载荷下的力学性能;由此引起的相变:以及表 现出的超弹性与母相奥氏体和相交带马氏体之间的关系等现象的研究,将有助于 NiTi多晶形状记忆合金相变时材料特性的理论及其更广泛应用进一步完善和发 展。本文的工作即针对这些问题来研究的。 本文简要地介绍了形状记忆合金的基本概念,马氏体相变和相变晶体学原 理,以及所采用的主要的实验方法——高密度云纹干涉法的原理和应用。 首先用MTS多功能材料试验机,测出了经过相应的热处理的NiTi多晶形状 记忆合金试件的拉伸曲线,获得了材料的应力—应变关系,然后利用四光束云纹 干涉仪研究了该材料在拉伸状态下的位移场分布和相交界面情况。实验表明, NiTi多晶形状记忆合金在室温下,受应力作用发生明显相变。MTS机测得的曲线 记录下的材料发生相变后的应变与云纹干涉法测得的对应时刻的母相奥氏体与 相变马氏体各自的应变有关,为两者之和。 同时,本文利用ANSYS有限元软件初步模拟了NiTi多晶薄板形状记忆合金 在拉伸状态下发生相变的过程。 本文将实验研究方法与有限元模拟相结合,从一定程度上互证了两种研究方 法各自的正确性和可行性,获得了一致的结果,为进一步的理论研究和应用提供 了一定的参考和基础。 关键词:NiTi多晶形状记忆合金,超弹性,应力—应交,相变,马氏体,奥氏体云纹干涉法,ANSYS,有限元分析
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