لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

آلیاژهای حافظه ­دار NiTiHf برای کاربردهای صنعتی در دمای بالا بدلیل دمای استحاله بالا و پایداری حرارتی و قیمت پایین­ تر، بسیار مورد توجه می ­باشد. البته خواص حافظه ­داری آنها از آلیاژهای دوتایی NiTi کمتر می ­باشد. راه حل این مشکل افزایش استحکام آلیاژ جهت جلوگیری از وقوع تغییرشکل پلاستیکی ناشی از لغزش می ­باشد. یکی از راه های بهبود خواص حافظه ­داری انجام عملیات ترمومکانیکی می ­باشد. در این پژوهش آلیاژ Ni50Ti40Hf10 در کوره قوس تحت خلاء آلیاژسازی و ریخته گری شد. سپس آزمون کشش گرم بر روی نمونه­ ها با نرخ کرنش s-1 01/0 در دماهای 800، 900، 1000 و 1100 درجه سانتی گراد انجام شد. همچنین نمونه ­ها در دمای 1000 درجه سانتی گراد با کاهش ضخامت ­های 10، 15، 20 و 30 درصد نورد گرم شدند. جهت بررسی خواص حافظه ­داری و تعیین میزان کرنش بازیابی و نسبت بازیابی با استفاده از آزمون خمش کرنش های اعمالی 6/2 تا 6 به روی نمونه­ ها اعمال شد. نتایج آزمون کشش گرم نشان داد که دمای 1000 درجه سانتی گراد به دلیل مناسب بودن میزان شکل ­پذیری آلیاژ برای انجام نورد گرم قابل قبول می ­باشد. حداکثر کرنش بازیابی در نمونه ریختگی 7/5 با نسبت بازیابی 88 درصد بود. با اعمال 10 درصد نورد گرم، میزان کرنش بازیابی و نسبت بازیابی به 8/5 و 92 افزایش یافت و در ادامه با اعمال 20 درصد نورد این مقادیر به 9/5 و 94 افزایش یافت. تشکیل دانه­ های یکنواخت و هم محور در ریزساختار نمونه­ ها حاکی از وقوع تبلور مجدد دینامیکی می­ باشد که منجر به افزایش میزان کرنش بازیابی گردید.

شکست ترد اتصالات گیردار قاب های خمشی فولادی در زلزله های نورثریج (1994) و کوبه (1995) موجب گردید تا اتصالات صلب جدیدی معرفی که مشکلات اتصالات سنتی را مرتفع ساخته و موجب عملکرد مناسب قاب های خمشی می شوند، اما علاوه بر افزایش هزینه ساخت به دلیل تشکیل مفصل پلاستیک در تیرها و ایجاد تغییر شکل های غیرالاستیک و ماندگار در زلزله های شدید، هزینه های تعمیرات را بالا می برند. با استفاده از مواد بازگشت پذیر و هوشمندی چون آلیاژهای حافظه دار در این اتصالات می توان تغییرشکل های ماندگار و نیاز به تعمیرات را تا حدود چشمگیری کاهش داد. در این مقاله کاربرد آلیاژ حافظه دار بر پایه آهن و با بازیابی کرنش حدود 5% در اتصال صلب ورق انتهایی و با استفاده از نرم افزار ANSYS مورد بررسی قرار می گیرد. پس از صحت سنجی رفتار چرخه ای یکی از اتصالات ورق انتهایی مورد آزمایش توسط سامنر که بر اساس تئوری ورق ضخیم طرح شد ه است، کاربرد آلیاژ حافظه دار به عنوان پیچ های متصل کننده ورق انتهایی به ستون و یا ورق در محل تشکیل مفصل پلاستیک مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد در اتصال ورق انتهایی طرح شده بر اساس تئوری ورق ضخیم، استفاده از ورق های آلیاژ حافظه دار نقش موثرتری در کاهش چرخش پسماند اتصال نسبت به استفاده از پیچ های آلیاژ حافظه دار دارد. اتصال هیبریدی مجهز به ورق های نام برده، با حفظ مقاومت و شکل پذیری مناسب، جذب انرژی و کرنش پسماند کمتری نسبت به اتصال فولادی مشابه داشته و هزینه های تعمیرات را کاهش می دهد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مطالعه به بررسی ارتعاشات اجباری ورق دایروی تو خالی با لبه های گیردار تحت نیروی هارمونیک پرداخته شده است. میدان جابجایی بر اساس تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی به دست آمده است. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده و برای مدل سازی رفتار ماده سوپر الاستیک از مدل، بوید-لاگوداس استفاده شده است. در ادامه برای تحلیل ورق آلیاژ حافظه دار در حالتی که تغییر فاز انجام می شود، برای حل معادلات از روش تفاضلات مربعی، نیومارک و الگوریتم نگاشت برگشتی بهره گرفته شده است. همچنین به منظور صحه گذاری نتایج از مراجع موجود و نرم افزار آباکوس استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که تغییر فاز آلیاژ موجب کاهش استحکام ماده می شود و رفتار غیرخطی نرم شوندگی در آلیاژ حاصل می شود.

در این پژوهش یک تیر کامپوزیتی موج دار با سیم آلیاژ حافظه دار تحریک شده است. آلیاژ حافظه دار بر روی سطح تیر کامپوزیتی قرار داده شد. با افزایش دمای سیم حافظه دار، تغییر فاز مارتنزیت به آستنیت در سیم ایجاد شد. پس از تغییر فاز، طول سیم کاهش یافته و تیر تحریک شد. پارامترهای جابجایی تیر، نیرو و جریان الکتریکی اندازه گیری و با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال، به رایانه منتقل شد. برای تعیین دما از معادله دیفرانسیل انتقال حرارت سیم استفاده شده است. همچنین از مدل برینسون به منظور مدل سازی رفتار آلیاژ حافظه دار استفاده شد. نتایج نشان داد که رفتار آلیاژ حافظه دار در مدل برینسون مشابهت خوبی با نتایج تجربی دارد. اما در دماهای کمتر از شروع استحاله مارتنزیتی، تنش آلیاژ در آزمایش های تجربی بر خلاف مدل برینسون به صفر میل کرده است. همچنین با توجه به تاثیر آموزش بر عملکرد آلیاژ حافظه دار و نیز آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی، دماهای شروع و پایان استحاله در آزمایش های تجربی با مدل برینسون اختلاف دارد. نتایج تجربی نشانگر آن است که با ترکیب سازه کامپوزیتی موج دار و آلیاژ حافظه دار می توان به سازه هوشمندی دست یافت که در راستای موج به واسطه مقاومت خمشی کم تحریک پذیر بوده؛ در حالی که مقاومت خمشی سازه راستای عمود بر موج بالا می باشد. این امر سبب نزدیک شدن این سازه ها به کاربردهای واقعی می گردد.

پاسخ دینامیکی سیستم های متصل به آلیاژهای حافظه دار در اغلب موارد رفتار پیچیده ای است که ناشی از خصوصیات ذاتی غیرخطی آنها است. ویژگی های اساسی آلیاژهای حافظه دار مرتبط با رفتار مستهلک شونده و تغییر گسترده در خواص مکانیکی آنها است که به ترتیب ناشی از حلقه های هیسترزیس و استحاله فاز مارتنزیتی است. این خصوصیات منحصربه فرد موجب جلب توجه محققان بسیاری در زمینه های مختلف مهندسی از پزشکی تا هوافضا شده است. یکی از پاسخ های دریافتی از سیستم های متصل به آلیاژهای حافظه دار، رفتار آشوبناک است که منجر به تغییرات گسترده ای در رفتار سیستم می شود. علاوه بر آن، این گونه سیستم ها دارای حساسیت بالایی نسبت به شرایط اولیه هستند، لذا تحلیل آنها با هدف طراحی مناسب بسیار حایز اهمیت است. این مقاله به بررسی رفتار دینامیک غیرخطی و آشوبناک نوسانگر یک درجه آزادی، متصل به آلیاژ حافظه دار، در دمای کاری ثابت و حوزه سوپرالاستیک می پردازد. نیروی اعمالی توسط آلیاژ حافظه دار به وسیله مدل ساختاری برینسون استخراج می شود. از ترکیب معادلات ساختاری آلیاژ حافظه دار و روابط دینامیکی و سینماتیکی حاکم بر سامانه معادله حرکت به دست آمده و با استفاده از روش رانگ-کوتای مرتبه چهار حل می شود. ارتعاشات آزاد و اجباری سامانه تحت تاثیر نیروی تحریک هارمونیک و در گستره وسیعی از فرکانس های تحریک بررسی و در قالب مثال های عددی متنوع ارایه می شوند. ابزارهای شناخت آشوب همچون نمودارهای صفحه فاز، پاسخ زمانی، پاسخ فرکانسی، نمای لیاپانوف و نگاشت پوانکاره برای تعیین نوع حرکت به کار گرفته می شوند. شبیه سازی های عددی انواع گسترده ای از پاسخ های تناوبی، شبه تناوبی و آشوبناک را به ازای مقادیر مشخصی از فرکانس های تحریک نشان می دهند که دلیلی بر اهمیت درک مناسب رفتار این گونه سیستم ها است.