ارائه يك معادله ساختاري براي پيش بيني رفتار آلياژ حافظه دار شكلي نايتينول

Presenting a constitutive equation for predicting the behavior of Nitinol shape memory alloy

آلياژهاي حافظه دار شكلي با ويژگي خاص به خاطر سپردن شكل اوليه قبل از تغيير شكل خود بيش از 60 سال پيش كشف شدند و امروزه به عنوان مواد هوشمند در بسياري از كاربردهاي فناوري پيشرفته شناخته شده اند. مدل‌هاي سازنده براي آلياژهاي حافظه‌دار شكل در دهه‌هاي گذشته پيشرفت چشمگيري داشته است. رفتارهاي غيرخطي جديد مانند عمل شبه الاستيك و بازيابي كرنش در طرح يك طرفه و دو طرفه، آنها را به طور فزاينده اي به عنوان اجزاء سازنده در بسياري از كاربردهاي فناوري پيشرفته مطلوب مي كند. به منظور استفاده اين مواد در كاربردهاي مهندسي، مهم است كه درك درستي از پاسخ سازنده آنها داشته باشيم. بنابراين، در اين مطالعه، يك مدل ساختاري يك بعدي، با كمك رويكرد ليانگ، براي رفتار ترمومكانيكي آلياژهاي حافظه دار شكلي ارائه شد. در اين مدل رفتارهاي بازگشت كرنش شبه الاستيك و رفتار يك طرفه در نظر گرفته شد و ضرايب ثابت مدل ليانگ به عنوان تابعي از دما لحاظ شدند و توابع آنها نيز تعيين شد. مقايسه نتايج مدل با منحني‌هاي جريان تجربي همخواني خوبي را نشان داد و بنابراين مدل ارائه‌شده مي‌تواند به عنوان يك مدل سازنده مشخصه براي آلياژ حافظه‌دار شكلي نايتينول استفاده شود.

Shape-memory alloys with the specific characterization of remembering their original un-deformed shape were discovered over 60 years ago and nowadays have qualified as smart materials in many high tech applications. Constitutive models for shape memory alloys have seen significant development in the last decades. The novel nonlinear behaviors such as pseudo-elastic action and the recovery of strain in on-way and two-way scheme make them increasingly desirable as components in many advanced technological applications. In order to incorporate these materials into engineering designs, it is important to develop an understanding of their constitutive response. In this study, therefore, a one-dimensional constitutive model, with aid of Liang s approach, for the thermomechanical behavior of shape memory alloys was presented. In this model behaviors of pseudo-elastic and on-way strain reversion were regarded and the constant coefficients of Liang s model were considered as a function of temperature and their functions were determined. Comparison of the model results with the experimental flow curves showed good coincident and therefore the presented model can be employed as a characteristic constitutive model for NiTi shape memory alloy.