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《超彈性鎳鈦合金單軸熱-力耦合循環(huán)變形行為及其本構(gòu)描述》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、國內(nèi)圖書分類號:0344.1;0345密級:公開西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文j丁一單一蛙型其一寺I__
2、0111,I越盜趔蛐一一乒諂一蘊(yùn)殖攫遂禺一邊一合『壘年級-雯--N姓名揚(yáng)強(qiáng)至申請學(xué)位級別工學(xué)碩士專業(yè)固體力學(xué)指導(dǎo)老師康國政(教授)闞前華(副教授)二零一五年五月二十一日萬方數(shù)據(jù)ClassifiedIndex:0344.1;0345SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHERMO.MECHANICALLYCOU巾LEDCYCLICDEFORMATIONOFSUPER.ELASTICNITIALLOYAN
3、DITSCONSTITUTIVEMODELI廠NDERUNIAXIALLOAD玳GSGrade:2012Candidate:QiangJunYangAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:SolidMechanicsSupervisor:Prof.GuoZhengKangA.Prof.QianHuaKanMay.21,2015萬方數(shù)據(jù)西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)
4、西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1.保密口,在年解密后適用本授權(quán)書;2.不保密∥使用本授權(quán)書。(請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“、/”)學(xué)位敝作者躲柄強(qiáng)琴指導(dǎo)老師簽名:儂啦日期:知心、ft2甲醐◇z.otj-.廠.嘶萬方數(shù)據(jù)西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作(貢獻(xiàn))聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下:(1)對超彈性鎳鈦合金的熱.力耦合循環(huán)變形行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,包括不同應(yīng)變率下的循環(huán)變形實(shí)驗(yàn)和不同應(yīng)力率下的循環(huán)變形實(shí)驗(yàn)。研究了不同加載速率下材料循環(huán)變形的特性,
5、如相變應(yīng)力、殘余應(yīng)變和耗散能的演化以及循環(huán)變形過程中溫度波動(dòng)與加載速率之間的關(guān)系,以此來揭示材料循環(huán)變形過程中由熱.力耦合導(dǎo)致的率相關(guān)行為。基于溫度對材料循環(huán)變形的影響,在不同的環(huán)境溫度下進(jìn)行了兩種循環(huán)加載方式的實(shí)驗(yàn):應(yīng)變循環(huán)和應(yīng)力循環(huán)實(shí)驗(yàn),揭示了環(huán)境溫度對材料循環(huán)變形行為的影響。(2)基于廣義粘塑性框架建立了宏觀唯象模型,以相變應(yīng)變作為內(nèi)變量,在模型中引入相變應(yīng)力、逆相變應(yīng)力和殘余應(yīng)變的演化,將模型擴(kuò)展成能描述超彈性鎳鈦合金相變誘發(fā)塑性的率無關(guān)循環(huán)本構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上,通過引入率相關(guān)的參數(shù)循環(huán)演化方程,進(jìn)一步建立考慮相變誘發(fā)塑性的率相關(guān)循環(huán)本構(gòu)模型,對
6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模擬,驗(yàn)證了模型的合理性。(3)在熱力學(xué)框架內(nèi)對已有的馬氏體演化方程進(jìn)行改進(jìn),考慮了材料本征耗散和相變潛熱兩種內(nèi)部熱效應(yīng)機(jī)制,引入內(nèi)應(yīng)力演化方程來反映循環(huán)變形過程中相變應(yīng)力的衰減,引入相變誘發(fā)塑性機(jī)制來反映殘余應(yīng)變的循環(huán)累積,建立可以用來描述超彈性鎳鈦合金率相關(guān)循環(huán)變形行為本構(gòu)模型。通過對實(shí)驗(yàn)的循環(huán)變形響應(yīng)和溫度場演化進(jìn)行模擬,驗(yàn)證了提出模型對熱.力耦合循環(huán)變形行為的預(yù)測能力。本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文,是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的
7、研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中作了明確說明。本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:損醞繹1日期:力∥S.孓、2尹萬方數(shù)據(jù)西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁摘要超彈性鎳鈦合金作為倍受關(guān)注的新型智能材料,在實(shí)際工程應(yīng)用中必然會(huì)受到不同頻率的循環(huán)載荷作用。已有的研究表明超彈性鎳鈦合金存在率效應(yīng),然而在循環(huán)變形過程中,由熱.力耦合所引起的材料率相關(guān)性的研究還比較欠缺。本文對超彈性鎳鈦合金的單軸熱.力耦合循環(huán)變形行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和本構(gòu)描述,主要研究工作如下:1、實(shí)驗(yàn)研究:(1)在3.3x10"4/s~3.3xlO‘2
8、/s的范圍內(nèi)對超彈性鎳鈦合金微管進(jìn)行了單軸循環(huán)變形實(shí)驗(yàn)。對不同應(yīng)變率下的循環(huán)變形行為進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示:循環(huán)過程中的內(nèi)部熱效應(yīng)在不同加載速率下展現(xiàn)出不同的溫升:循環(huán)變形同時(shí)也誘發(fā)了相變硬化現(xiàn)象;存在一個(gè)臨界應(yīng)變率,耗散能在其上下展現(xiàn)非單調(diào)關(guān)系。(2)在1MPa/s~80MPa/s的范圍內(nèi)對超彈性鎳鈦合金微管進(jìn)行了軸向不同應(yīng)力率下的相變棘輪行為實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:與應(yīng)變率循環(huán)變形實(shí)驗(yàn)一樣,材料同樣受到熱一力耦合作用,表現(xiàn)出率相關(guān)性。相同的應(yīng)力水平下,應(yīng)力率越大,材料的相變棘輪應(yīng)變越明顯,耗散能越小。(3)20。C~120"C環(huán)境溫度下的應(yīng)變循環(huán)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)力循環(huán)
9、實(shí)驗(yàn)表明:循環(huán)變形過程中,相變應(yīng)力和逆相變應(yīng)力隨著環(huán)境溫度的升高而增大,在80。