Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Формовосстановление пластины из никелида титана

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-3-61-66

Полный текст:

Аннотация

Сплавы с памятью формы, в частности никелид титана, в настоящее время применяются в различных областях техники, строительстве, медицине, что обусловлено их уникальной способностью восстанавливать при нагреве значительные неупругие деформации. Пластины из никелида титана в качестве элементов конструкций или изделий медицинского назначения подвергаются сложному температурно-силовому воздействию в процессе работы, в результате которого изменяется напряженно-деформированное состояние материала. Например, пластина, жестко защемленная по одной из сторон, существенно меняет кривизну поверхности при термоциклировании под нагрузкой или в результате нагрева после предварительной пластической деформации. Подобные режимы воздействия на пластину реализуются в устройствах, в которых она используется как чувствительный элемент, например, датчиках температуры, электрических контактах, интеллектуальных элеронах и т.п. При проектировании данных элементов важно учитывать изменение таких деформационных параметров, как кривизна, деформация, коэффициент восстановления формы, что для пластин из никелида титана мало изучено. В данной работе представлены результаты экспериментального исследования формовосстановления пластины из никелида титана как в процессе изотермической разгрузки после пластического деформирования, так и при термоциклировании под действием постоянной изгибающей силы. Показано, что пластическое деформирование пластины в изотермических условиях с увеличением исходного радиуса кривизны в 3,35 раза после псевдоупругой разгрузки приводит к возрастанию кривизны в 4,83 раза. Установлено, что эффект памяти формы после изотермического изгиба прямоугольной пластины из никелида титана возрастает при уменьшении задаваемого радиуса кривизны. При этом кривизна при термоциклировании под постоянной нагрузкой сложным образом изменяется. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании устройств, в которых используются пластины из никелида титана.

Об авторах

И. Н. Андронов
Ухтинский государственный технический университет
Россия

Иван Николаевич Андронов

Республика Коми, 169300, Ухта, ул. Первомайская, д. 13



М. Ю. Демина
Сыктывкарский лесной институт (филиал) Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета
Россия

Маргарита Юрьевна Демина

Республика Коми, Сыктывкар, ул. Ленина, д. 39



Список литературы

1. Belyaev S., Evard M., Lomakin I., Resnina N., Volkov A., Rubanik V. Functional properties of shape memory bimetal plate / Materials Today: Proceedings 2S. 2015. P. 723 – 726. DOI: 10.1016/j.matpr.2015.07.384.

2. Belyaev S., Resnina N., Lomakin I., Rubanik V. Functional properties of ‘Ti50Ni50 – Ti49.3Ni50.7‘ shape memory composite produced by explosion welding / Smart Materials and Structures. 2014. Vol. 23. N 8. 085029 (8 p.). DOI: 10.1088/0964-1726/23/8/085029.

3. Belyaev S., Resnina N., Borisov V., Lomakin I., Rubanik V., Rubanik V., Rubanik O. Functional properties of bimetal composite of «stainless steel – TiNi alloy» produced by explosion welding / Physics Procedia. 2010. N 10. P. 52 – 57. DOI: 10.1016/j.phpro.2010.11.074.

4. Velaphi Msomi, Graeme John Oliver. Smart morphing based on shape memory alloy plate / Journal of Engineering, Design and Technology. 2016. Vol. 14. Issue 3. P. 475 – 488. DOI: 10.1108/JEDT-08-2014-0056.

5. Гусев Д. Е., Колеров М. Ю., Орешко Е. И. и др. Оценка биомеханической совместимости имплантируемых опорных пластин из сплавов на основе титана и никелида титана методом компьютерного моделирования / Титан. 2011. N 3. С. 37 – 42. https://www.implants.ru/files/Science/articles_technology/28.pdf.

6. Viet N. V., Zaki W., Umer R. Bending models for superelastic shape memory alloy laminated composite cantilever beams with elastic core layer / Composites Part B: Engineering. 2018. Vol. 147. N 15. P. 86 – 103. DOI: 10.1016/j.compositesb.2018. 04.035.

7. Reza Mirzaeifar, Reginald DesRoches, Arash Yavari, Ken Gall. On superelastic bending of shape memory alloy beams / International Journal of Solids and Structures. 2013. Vol. 50. N 10. P. 1664 – 1680. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2013. 01.035.

8. Young-JinKim, Chang-Ho Lee, Joung-Hun Kim, Jae Hyuk Lim. Numerical modeling of shape memory alloy plates considering tension/compression asymmetry and its verification under pure bending / International Journal of Solids and Structures. 2018. Vol. 136 – 137. N 10. P. 77 – 88. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2017.12.004.

9. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. — М.: Наука, 1970. — 720 с.

10. Тимошенко С. П. Курс теории упругости. — М.: Наукова думка, 1972. — 501 с.

11. Ландау Л. Д. Теория упругости. — М.: Наука, 1987. — 248 с.


Для цитирования:


Андронов И.Н., Демина М.Ю. Формовосстановление пластины из никелида титана. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(3):61-66. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-3-61-66

For citation:


Andronov I.N., Demina M.Yu. Shape recovery of the of nickelide titane plate. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(3):61-66. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-3-61-66

Просмотров: 90


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)