NiTiNb记忆合金管接头连接系统模拟及结构优化

发布时间：2017-08-18 06:27

  本文关键词：NiTiNb记忆合金管接头连接系统模拟及结构优化

  更多相关文章： NiTiNb合金 管接头 数值模拟 拉脱力

【摘要】：NiTiNb形状记忆合金管接头在航空、航天等领域中,具有很好的发展前景。但NiTiNb形状记忆合金管接头的尺寸设计优化及其与被接管之间的拉脱力计算,一直是研究难点。本文采用marc数值模拟软件,建立了NiTiNb管接头与TA18钛合金或2169不锈钢两种被接管连接模型,研究不同管接头壁厚、内筋高和长度对管接头连接系统的等效应力、等效应变、径向应力以及径向应变随温度变化的影响,获得了管接头与被接管之间的拉脱力变化趋势,得到以下结论:加工不同壁厚、内筋高的管接头进行爆破实验,发现随着壁厚的增加管路的爆破压强越大,随着内筋高的适当增加,管路爆破强度会增加。由实验可知,NiTiNbΦ6mm管接头的最佳尺寸壁厚为1.7mm、内筋高度为0.45mm。通过建立了不同壁厚、内筋高和长度的Φ6mm管接头与TA18钛合金被接管有限元模型,发现管接头在恒约束恢复过程中,等效应力、等效应变、径向应力和径向应变随着壁厚、内径高的增加而增加;管接头与被接管在恢复完成之后,拉脱力也随着壁厚的增加而增大;而管接头长度对管路连接系统的等效应力、等效应变、径向应力和径向应变影响很小,拉脱力随长度的增加略微降低;最后获得连接TA18钛合金被接管的Φ6mm管接头最佳壁厚为1.65~1.70mm,内筋高为0.2~0.3mm,长度22mm。建立了不同壁厚、内筋高和长度的Φ6mm管接头与2169不锈钢被接管的有限元模型,发现管接头在恒约束恢复过程中,等效应力、等效应变、径向应力和径向应变随着壁厚、内径高的增加而增加;管接头与被接管在恢复完成后,拉脱力随着壁厚的增加而增大;而管接头长度对管路连接系统等效应力、等效应变、径向应力和径向应变影响很小,拉脱力则随着长度增加呈先增加后降低趋势;最后获得连接2169不锈钢被接管的最佳壁厚为1.70mm,内筋高为0.3mm,长度为22mm。综上分析,可知NiTiNb形状记忆合金Φ6mm管接头连接TA18钛合金或2169不锈钢被接管的最佳壁厚为1.70mm、内筋高为0.3m、长度为22mm。
【关键词】：NiTiNb合金 管接头 数值模拟 拉脱力
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-24
• 1.1 引言9
• 1.2 形状记忆合金的概述9-14
• 1.2.1 形状记忆合金的发展9-10
• 1.2.2 形状记忆合金的特性10-12
• 1.2.3 形状记忆合金的种类12-13
• 1.2.4 NiTiNb形状记忆合金管接头的研究进展13-14
• 1.3NiTiNb形状记忆合金的本构方程发展现状14-17
• 1.3.1 形状记忆合金本构方程的概述14-15
• 1.3.2 形状记忆合金的本构方程的研究现状15-17
• 1.4 NiTiNb形状记忆合金的发展现状17-22
• 1.4.1 NiTiNb形状记忆合金的化学组成和显微组织17-20
• 1.4.2 NiTiNb形状记忆合金的相变滞后和恢复率20-22
• 1.4.3 NiTiNb形状记忆合金的切削加工性能22
• 1.4.4 NiTiNb形状记忆合金的抗腐蚀性能22
• 1.5 选题目的及其研究内容22-24
• 1.5.1 选题目的及意义22-23
• 1.5.2 研究内容23-24
• 第二章 NiTiNb合金Φ6mm管接头结构尺寸对爆破性能的影响24-31
• 2.1 爆破实验的测试24-27
• 2.1.1 引言24-26
• 2.1.2 实验材料和设备26-27
• 2.1.3 测量方法27
• 2.2 壁厚对爆破实验的影响27-28
• 2.2.1 前言27-28
• 2.2.2 壁厚对Φ6mm管接头爆破性能的影响28
• 2.3 内筋对爆破实验的影响28-29
• 2.3.1 前言28-29
• 2.3.2 内筋对Φ6mm管接头爆破性能的影响29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 本构方程及有限元模型31-36
• 3.1 MSC.Marc有限元软件的特点31
• 3.2 形状记忆合金管接头的本构方程31-33
• 3.3 有限元模拟及计算方法33-34
• 3.4 模拟测试34-36
• 第四章 管接头/TA18钛合金被接管恢复过程的应力应变有限元分析36-59
• 4.1 壁厚对管接头恢复过程中应力应变的影响36-43
• 4.1.1 壁厚对管接头恢复过程等效应力的影响36-38
• 4.1.2 壁厚对管接头恢复过程等效应变的影响38-39
• 4.1.3 壁厚对管接头恢复过程径向应力的影响39-41
• 4.1.4 壁厚管接头恢复过程径向应变的影响41-42
• 4.1.5 壁厚对管接头连接系统拉脱力的影响42-43
• 4.2 内筋高对管接头恢复过程应力应变的影响43-50
• 4.2.1 内筋高对管接头恢复过程等效应力的影响43-45
• 4.2.2 内筋高对管接头恢复过程等效应变的影响45-46
• 4.2.3 内筋高对管接头恢复过程径向应力的影响46-48
• 4.2.4 内筋高对管接头恢复过程径向应变的影响48-49
• 4.2.5 内筋高对管接头恢复过程拉脱力的影响49-50
• 4.3 长度对管接头恢复过程应力应变的影响50-56
• 4.3.1 长度对管接头恢复过程等效应力的影响50-51
• 4.3.2 长度对管接头恢复过程等效应变的影响51-53
• 4.3.3 长度对管接头恢复过程径向应力的影响53-54
• 4.3.4 长度对管接头恢复过程径向应变的影响54-56
• 4.3.5 长度对管接头恢复过程拉脱力的影响56
• 4.4 Φ6mm管接头最佳结构尺寸的确定56-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章管接头/2169不锈钢被接管恢复过程的应力应变有限元分析59-81
• 5.1 壁厚对管接头恢复过程应力应变的影响59-65
• 5.1.1 壁厚对管接头恢复过程等效应力的影响59-60
• 5.1.2 壁厚对管接头恢复过程等效应变的影响60-62
• 5.1.3 壁厚对管接头恢复过程径向应力的影响62-63
• 5.1.4 壁厚对管接头恢复过程径向应变的影响63-65
• 5.1.5 壁厚对管接头恢复过程拉脱力的影响65
• 5.2 内筋高对管接头恢复过程应力应变的影响65-72
• 5.2.1 内筋高对管接头恢复过程等效应力的影响65-67
• 5.2.2 内筋高对管接头恢复过程等效应变的影响67-68
• 5.2.3 内筋高对管接头恢复过程径向应力的影响68-70
• 5.2.4 内筋高对管接头恢复过程径向应变的影响70-71
• 5.2.5 内筋高对管接头恢复过程拉脱力的影响71-72
• 5.3 管接头长度对Φ6mm管接头/2169被接管应力应变的影响72-78
• 5.3.1 长度对管接头恢复过程等效应力的影响72-73
• 5.3.2 长度对管接头恢复过程等效应变的影响73-75
• 5.3.3 长度对管接头恢复过程径向应力的影响75-76
• 5.3.4 长度对管接头恢复过程径向应变的影响76-78
• 5.3.5 长度对管接头恢复过程拉脱力的影响78
• 5.4 Φ6mm管接头最佳结构尺寸的确定78-79
• 5.5 本章小结79-81
• 第六章 结论81-82
• 参考文献82-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文88-89
• 致谢89-90

【相似文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 周建邦;NiTiNb记忆合金管接头连接系统模拟及结构优化[D];南昌航空大学;2015年

，

本文编号：693099