随机振动下镍钛形状记忆合金管接头的疲劳特性研究
发布时间：2021-08-18 09:07
形状记忆合金（Shape Memory Alloys,SMA）是一种新型的智能型金属材料,该材料不但具有良好的形状记忆效应（Shape Memory Effect,SME）、超弹性（PE）性能,还拥有高阻尼性、高抗腐蚀性以及优异的生物相容性等特性,因此在建筑、核电、车辆、航空航天、电子、医学、能源等众多领域中得到了广泛的应用。其中Ni-Ti形状记忆合金做为SMA的典型代表材料,其广泛应用于土木建筑的抗震元件;机械工程中的连接件、紧固件和密封件;医学领域的一些医疗器材等。目前,研究学者们对Ni-Ti形状记忆合金的研究主要集中于本构模型和微观结构等方面。而在实际工程中,由于Ni-Ti形状记忆合金部件自身结构以及工作环境的的复杂性,其不可避免的受到复杂载荷的循环作用,在外部载荷的反复作用下,Ni-Ti形状记忆合金可能会发生性能上的改变,甚至会发生疲劳断裂。因此,开展Ni-Ti形状记忆合金部件的疲劳研究是很有意义的。针对随机振动下Ni-Ti形状记忆合金的疲劳特性研究,本文开展了以下研究工作:1)讨论了SMA的主要特性和SMA的本构模型,概括了本文使用的基于广义塑性理论的Auricchio模型,...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
运-12飞机中的记忆合金管接头
同一种形状记忆合金可表现出一种特性（形状记忆效应或超弹性）或者同时拥有二种特性，如图2.4 所示。其中，正斜率直线为诱发马氏体临界应力，符合克劳修斯-克拉珀龙方程，负斜率直线 A、B 分别表示为高、低滑移临界应力。图 2.4 形状记忆效应与超弹性区的示意图从图 2.4 中可知，当临界应力小于低滑移临界应力时，材料不具有超弹性，因为在应力诱发马氏体发生之前已产生了不可逆的滑移变形。如果温度高于 As，且施加的应力低于母相的高滑移临界应力（A），同时又高于诱发马氏体的临界应力时，则超弹性出现在正斜率直线、负斜率直线 A、负斜率直线 B 和 As温度曲线所围成的区域。当温度处于 As-Af范围之内时，形状记忆效应和超弹性而二者同时出现。2.2.4 形状记忆合金的马氏体相变形状记忆合金的特殊性主要在于其拥有独特的形状记忆效应和超弹性，而SMA 材料的 SME 和 SE 都与马氏体正逆相变有关
使式（4.5）有不全为零的解，由高等数学知识知： 02 dK M程是多自由度系统振动方程的特征方程，该方程的解称为特是系统的固有频率，每个特征值都对应着一个特征向量，该特的固有振型，在求解特征值的计算过程中有多种方法可以 法、Ritz 法、子空间迭代法等，本文选用的是 Lanczons 法。有限元模型的研究对象是飞机上一段典型液压管道中的 Ni-Ti 合金管接头通 Ni-Ti 合金管接头和 L 弯 Ni-Ti 合金管接头。由于在实际应们不可能完全的模拟到部件的实际状况，在保证模型能够精准的前提下，我们尽可能地去掉对分析影响不大的因素，以简合金管接头系统的模型如图 4.1 所示。其几何尺寸如表 4.1 所管接头系统的模型如图 4.2 所示。其几何尺寸如表 4.2 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]记忆合金接头航空导管随机振动实验研究[J]. 张凌云,周帅,孟伟琪,朴小东. 中国工程机械学报. 2018(02)
[2]随机振动载荷作用下航空液压管路疲劳寿命数值预估[J]. 权凌霄,赵文俊,于辉,孙冰江. 液压与气动. 2017(06)
[3]镍钛形状记忆合金管接头有限元分析[J]. 徐祥,阚前华,康国政. 四川理工学院学报(自然科学版). 2016(04)
[4]NiTi形状记忆合金热-力耦合循环变形行为宏微观实验和理论研究进展[J]. 康国政,于超,阚前华. 固体力学学报. 2015(06)
[5]飞机液压管道动特性研究及疲劳寿命估算[J]. 张乐迪,张显余. 航空维修与工程. 2015(01)
[6]国内外智能材料发展状况分析[J]. 江洪,王微,王辉,尹婧婧. 新材料产业. 2014(05)
[7]形状记忆合金管接头结构优化与有限元分析[J]. 马彦,李威. 东北大学学报(自然科学版). 2013(08)
[8]TiNiFe形状记忆合金管接头应力场模拟[J]. 张慧博,王健,金伟,杨锐. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[9]管道系统中Ti-Ni合金管接头的疲劳寿命（S-N）分析[J]. 刘永寿,智友海,刘军,岳珠峰. 飞机设计. 2009(02)
[10]不同载荷下形状记忆合金管接头性能的有限元分析[J]. 智友海,刘永寿,岳珠峰. 机械设计与制造. 2009(02)
博士论文
[1]超弹性NiTi形状记忆合金微管的疲劳行为及损伤演化模型研究[D]. 宋迪.西南交通大学 2015
[2]不同载荷下缺口参数对轴类零件低周疲劳寿命的影响[D]. 段红燕.兰州理工大学 2009
[3]超弹性NiTi合金本构模型研究及其有限元应用[D]. 阚前华.西南交通大学 2009
[4]复合加载下NiTi形状记忆合金超弹性性能研究[D]. 王亚芳.西北工业大学 2007
硕士论文
[1]卫星的随机振动疲劳寿命预测方法研究[D]. 杨中梁.吉林大学 2017
[2]基于晶粒尺寸的形状记忆合金本构关系的研究[D]. 胡亚洲.大连理工大学 2017
[3]多轴随机振动频域疲劳方法的研究与应用[D]. 黄晓婷.西南交通大学 2015
[4]水平安定面作动器结构随机振动疲劳分析[D]. 葛宇静.南京航空航天大学 2015
[5]航空典型结构件的随机振动疲劳寿命分析[D]. 周凌波.南京航空航天大学 2014
[6]高速列车车体结构振动疲劳研究[D]. 修瑞仙.西南交通大学 2013
[7]不同加载方式下NiTi形状记忆合金缺口/裂纹试样力学行为的研究[D]. 魏欣.兰州理工大学 2008
[8]基于CAE技术的某半挂车车架疲劳寿命预估研究[D]. 韩鲁明.南京理工大学 2007
[9]NiTi形状记忆合金疲劳断裂性能研究[D]. 王心美.西北工业大学 2005
本文编号：3349601
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
运-12飞机中的记忆合金管接头
同一种形状记忆合金可表现出一种特性（形状记忆效应或超弹性）或者同时拥有二种特性，如图2.4 所示。其中，正斜率直线为诱发马氏体临界应力，符合克劳修斯-克拉珀龙方程，负斜率直线 A、B 分别表示为高、低滑移临界应力。图 2.4 形状记忆效应与超弹性区的示意图从图 2.4 中可知，当临界应力小于低滑移临界应力时，材料不具有超弹性，因为在应力诱发马氏体发生之前已产生了不可逆的滑移变形。如果温度高于 As，且施加的应力低于母相的高滑移临界应力（A），同时又高于诱发马氏体的临界应力时，则超弹性出现在正斜率直线、负斜率直线 A、负斜率直线 B 和 As温度曲线所围成的区域。当温度处于 As-Af范围之内时，形状记忆效应和超弹性而二者同时出现。2.2.4 形状记忆合金的马氏体相变形状记忆合金的特殊性主要在于其拥有独特的形状记忆效应和超弹性，而SMA 材料的 SME 和 SE 都与马氏体正逆相变有关
使式（4.5）有不全为零的解，由高等数学知识知： 02 dK M程是多自由度系统振动方程的特征方程，该方程的解称为特是系统的固有频率，每个特征值都对应着一个特征向量，该特的固有振型，在求解特征值的计算过程中有多种方法可以 法、Ritz 法、子空间迭代法等，本文选用的是 Lanczons 法。有限元模型的研究对象是飞机上一段典型液压管道中的 Ni-Ti 合金管接头通 Ni-Ti 合金管接头和 L 弯 Ni-Ti 合金管接头。由于在实际应们不可能完全的模拟到部件的实际状况，在保证模型能够精准的前提下，我们尽可能地去掉对分析影响不大的因素，以简合金管接头系统的模型如图 4.1 所示。其几何尺寸如表 4.1 所管接头系统的模型如图 4.2 所示。其几何尺寸如表 4.2 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]记忆合金接头航空导管随机振动实验研究[J]. 张凌云,周帅,孟伟琪,朴小东. 中国工程机械学报. 2018(02)
[2]随机振动载荷作用下航空液压管路疲劳寿命数值预估[J]. 权凌霄,赵文俊,于辉,孙冰江. 液压与气动. 2017(06)
[3]镍钛形状记忆合金管接头有限元分析[J]. 徐祥,阚前华,康国政. 四川理工学院学报(自然科学版). 2016(04)
[4]NiTi形状记忆合金热-力耦合循环变形行为宏微观实验和理论研究进展[J]. 康国政,于超,阚前华. 固体力学学报. 2015(06)
[5]飞机液压管道动特性研究及疲劳寿命估算[J]. 张乐迪,张显余. 航空维修与工程. 2015(01)
[6]国内外智能材料发展状况分析[J]. 江洪,王微,王辉,尹婧婧. 新材料产业. 2014(05)
[7]形状记忆合金管接头结构优化与有限元分析[J]. 马彦,李威. 东北大学学报(自然科学版). 2013(08)
[8]TiNiFe形状记忆合金管接头应力场模拟[J]. 张慧博,王健,金伟,杨锐. 中国有色金属学报. 2010(S1)
[9]管道系统中Ti-Ni合金管接头的疲劳寿命（S-N）分析[J]. 刘永寿,智友海,刘军,岳珠峰. 飞机设计. 2009(02)
[10]不同载荷下形状记忆合金管接头性能的有限元分析[J]. 智友海,刘永寿,岳珠峰. 机械设计与制造. 2009(02)
博士论文
[1]超弹性NiTi形状记忆合金微管的疲劳行为及损伤演化模型研究[D]. 宋迪.西南交通大学 2015
[2]不同载荷下缺口参数对轴类零件低周疲劳寿命的影响[D]. 段红燕.兰州理工大学 2009
[3]超弹性NiTi合金本构模型研究及其有限元应用[D]. 阚前华.西南交通大学 2009
[4]复合加载下NiTi形状记忆合金超弹性性能研究[D]. 王亚芳.西北工业大学 2007
硕士论文
[1]卫星的随机振动疲劳寿命预测方法研究[D]. 杨中梁.吉林大学 2017
[2]基于晶粒尺寸的形状记忆合金本构关系的研究[D]. 胡亚洲.大连理工大学 2017
[3]多轴随机振动频域疲劳方法的研究与应用[D]. 黄晓婷.西南交通大学 2015
[4]水平安定面作动器结构随机振动疲劳分析[D]. 葛宇静.南京航空航天大学 2015
[5]航空典型结构件的随机振动疲劳寿命分析[D]. 周凌波.南京航空航天大学 2014
[6]高速列车车体结构振动疲劳研究[D]. 修瑞仙.西南交通大学 2013
[7]不同加载方式下NiTi形状记忆合金缺口/裂纹试样力学行为的研究[D]. 魏欣.兰州理工大学 2008
[8]基于CAE技术的某半挂车车架疲劳寿命预估研究[D]. 韩鲁明.南京理工大学 2007
[9]NiTi形状记忆合金疲劳断裂性能研究[D]. 王心美.西北工业大学 2005
本文编号：3349601
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3349601.html
