形状记忆合金梁弯曲变形特性分析

发布时间：2023-01-28 10:34

　　形状记忆合金作为一种新型智能材料,因具有超弹性和形状记忆效应而得到广泛研究。通过研究发现这两种特殊性能与材料的应力和温度引发的相变行为有关。为进一步探明机械载荷、温度以及形状记忆合金体积分数对相变的影响,研究不同条件下形状记忆合金梁的弯曲变形特性。首先,利用已有的形状记忆合金的应力-应变关系,根据梁的弯曲变形理论以及平截面假设,在引入拉压不对称系数的情况下,通过求解平衡方程得到横截面上正应力分布以及中性轴位置、曲率、相边界沿轴向的变化情况,并分析了拉压不对称系数与机械载荷变化对弯曲变形的影响。计算结果与相关文献进行对比,吻合良好。其次,通过形状记忆合金相变临界应力与温度的关系,研究了温度与拉压不对称系数对形状记忆合金梁弯曲变形的影响,得到了截面正应力分布与温度、拉压不对称系数之间的关系,分析了不同温度和拉压不对称系数对梁沿轴向的相变区域、中性轴位置、曲率、相边界分布情况的影响。最后,在忽略载荷、温度变化的情况下,研究了形状记忆合金体积分数与拉压不对称系数对功能梯度形状记忆合金梁弯曲变形的影响。根据所得各相变阶段截面正应力分布,通过求解平衡方程得到体积分数的幂指数与拉压不对称系数对梁沿轴... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 形状记忆合金及其特性
        1.2.1 形状记忆效应
        1.2.2 超弹性
    1.3 国内外研究现状
    1.4 研究内容及创新点
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 创新点
第2章 形状记忆合金梁的非线性力学行为
    2.1 SMA悬臂梁的非线性弯曲变形
        2.1.1 力学模型
        2.1.2 引入拉压不对称系数
    2.2 相变过程和截面正应力分布
        2.2.1 初始阶段
        2.2.2 相变阶段
    2.3 平衡方程
    2.4 实例分析
    2.5 载荷位置改变对SMA梁变形特性影响结果与分析
        2.5.1 简支梁力学模型
        2.5.2 正应力分布与平衡方程
        2.5.3 实例分析
    2.6 本章小结
第3章 热-机作用下形状记忆合金梁力学性能分析
    3.1 温度与SMA材料性能的关系
    3.2 简支梁的非线性弯曲变形
        3.2.1 简支梁力学模型
        3.2.2 SMA力学模型
        3.2.3 引入拉压不对称系数
    3.3 相变过程和截面正应力分布
        3.3.1 初始阶段
        3.3.2 相变阶段
    3.4 平衡方程
    3.5 实例分析
    3.6 本章小结
第4章 功能梯度形状记忆合金梁弯曲变形特性分析
    4.1 FG-SMA简支梁的弯曲变形
        4.1.1 简支梁力学模型
        4.1.2 FG-SMA力学模型
        4.1.3 引入拉压不对称系数
    4.2 相变过程和截面正应力分布
        4.2.1 初始阶段
        4.2.2 相变阶段
    4.3 平衡方程
    4.4 实例分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录 ：攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]温度循环对镍钛形状记忆合金超弹性和相变行为的影响[J]. 袁志山,马嘉丽,冯昭伟,崔跃,李君涛,尚再艳,贺昕,朱明,王兴权.  热加工工艺. 2018(20)
[2]新型多维形状记忆合金阻尼器的试验研究[J]. 孙彤,李宏男.  工程力学. 2018(03)
[3]形状记忆合金温控开关驱动特性分析及试验[J]. 袁发鹏,黄金.  现代制造工程. 2018(03)
[4]NiTi形状记忆合金接骨器在胸骨骨折中的应用[J]. 赵国庆,关锋.  中医临床研究. 2018(03)
[5]Ni55Ti45形状记忆合金高温变形特性及机制[J]. 舒小勇,胡林丽,鲁世强,李贵发,王克鲁.  材料热处理学报. 2017(06)
[6]形状记忆合金及其应用研究进展[J]. 贺志荣,周超,刘琳,吴佩泽,邹启明.  铸造技术. 2017(02)
[7]伪弹性形状记忆合金梁弯曲特性研究[J]. 崔世堂,刘淑莉,王波,张科.  合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(08)
[8]形状记忆合金梁纯弯曲的理论分析[J]. 崔世堂,姜锡权,严军.  应用力学学报. 2016(01)
[9]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)
[10]功能梯度形状记忆合金细观力学本构模型[J]. 薛立军,兑关锁,刘兵飞.  工程力学. 2014(02)

博士论文
[1]功能梯度形状记忆合金热—力学性能研究[D]. 薛立军.北京交通大学 2014



本文编号：3732500