Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản Ứng Cơ Học của Hợp Kim Ghi Nhớ Dạng Dưới Xung Nhiệt Nhanh - Phần II
Tóm tắt
Chúng tôi báo cáo về một hệ thống thí nghiệm mới để khám phá phản ứng nhiệt-mechanical của các dây hợp kim ghi nhớ hình dạng dưới một xung nhiệt nhanh. Thiết lập mới này cho phép đo lực và biến dạng do dây biến đổi pha tạo ra với độ phân giải thời gian μs. Ngoài ra, một phần của các thử nghiệm có kết hợp chụp ảnh hồng ngoại tốc độ cao và ánh sáng khả kiến. Hệ thống thí nghiệm cho phép khám phá một số hiệu ứng động đặc biệt. Cụ thể, mức độ căng 1,6 GPa với biến dạng dẻo không đáng kể và tốc độ biến dạng đàn hồi lên tới 103 s−1 được quan sát. Các phép đo lực tiết lộ thời gian chết khoảng 20 μs giữa thời điểm kết thúc xung điện và sự khởi đầu của sự tăng căng trong dây SMA. Tốc độ biến dạng cao, được tạo ra bởi quá trình biến đổi pha, gây ra sự dao động dạng dây của dây SMA dẫn đến những dao động căng mạnh. Hệ thống thí nghiệm phát triển mở ra con đường cho việc nghiên cứu động lực học của quá trình biến đổi pha.
Từ khóa
#hợp kim ghi nhớ hình dạng #phản ứng cơ học #xung nhiệt #biến đổi pha #tốc độ biến dạngTài liệu tham khảo
James RD, Hane KF (2000) Martensitic transformations and shape memory materials. Acta Mater 48(1):197–222
Bhattacharya K (2003) Microstructure of Martensite: why it forms and how it gives rise to the Shape-Memory Effect. Oxford Univ Press, Oxford
Krulevitch P, Lee AP, Ramsey PB, Trevino JC, Hamilton J, Northrup MA (1996) Thin film shape memory alloy microactuators. J Microelectromech Syst 5(4):270–282
Kabla M, Seiner H, Musilova M, Landa M, Shilo D (2014) The relationships between sputter deposition conditions, grain size, and phase transformation temperatures in NiTi thin films. Acta Mater 70:79–91
Faran E, Shilo D (2010) Twin motion faster than the speed of sound. Phys Rev Lett 104(15):155501
Zhen Y, Vainchtein A (2008) Dynamics of steps along a martensitic phase boundary I: semi-analytical solution. J Mech Phys Solids 56(2):496–520
Loh CS, Yokoi H, Arai T (2006) Natural heat-sinking control method for high-speed actuation of the SMA. Int J Adv Robot Syst 3:4
Vollach S, Shilo D (2010) The mechanical response of shape memory alloys under a rapid heating pulse. Exp Mech 50(6):803–811
Qiu J, Tani J, Osanai D, Urushiyama Y, Lewinnek D (2000) High-speed response of SMA actuators. Int J Appl Electromagn Mech 12(1):87–100
Lagoudas DC, Ravi-Chandar K, Sarh K, Popov P (2003) Dynamic loading of polycrystalline shape memory alloy rods. Mech Mater 35(7):689–716
Bragov AM, Lomunov AK, Sergeichev IV (2005) High-speed behavior of some shape memory alloys, American Physical Society, 14th APS topical conference on shock compression of condensed matter
Chen W, Wu Q, Kang J, Winfree NA (2001) Compressive Superelastic behavior of a niti shape memory alloy at strain rates of 0.001-750s-1. Int J Solids Struct 38(50–51):8989–8998
Niemczura J, Ravi-Chandar K (2006) Dynamics of propagating phase boundaries in NiTi. J Mech Phys Solids 54(10):2136–2161
Chen W, Song B (2006) Temperature dependence of a NiTi shape memory alloy’s superelastic behavior at a high strain rate. J Mech Mater Struct 1(2):339–356
Johnson Matthey Medical. Nitinol technical properties. http://jmmedical.com/resources/221/Nitinol-Technical-Properties.html. Accessed May 2016
Dynalloy FAQ, Dynalloy. http://www.dynalloy.com/faq.php. Accessed 12 Dec 2015
Zhang H, Ravi-Chandar K (2006) On the dynamics of necking and fragmentation–I. Real-time and post-mortem observations in Al 6061-O. Int J Fract 142(3–4):183–217
Reedlunn B, Daly S, Hector L, Zavattieri P, Shaw J (2013) Tips and tricks for characterizing shape memory wire part 5: full-field strain measurement by digital image correlation. Exp Tech 37(3):62–78