Влияние предварительного термоциклирования под нагрузкой на величины деформаций, обусловленных эффектом памяти формы

Выполнено экспериментальное исследование влияния предварительного термомеханического воздействия (ТМВ) путем термоциклирования под нагрузкой на величины деформаций, обусловленных эффектом памяти формы (ЭПФ). Исследования осуществляли при двух режимах ТМВ: термоциклировании под постоянными нагрузками, величины которых последовательно увеличивали до уровня максимального значения; термоциклировании под постоянными нагрузками, величины которых последовательно уменьшали от уровня максимального значения до нуля. Исследовали гладкие цилиндрические образцы длиной и диаметром рабочей части 33 и 4 мм, выполненные из сплава ТН-1 с характеристическими температурами мартенситных переходов: M_н = 326 К, M_к = 298 К, A_н = 365 К, A_к = 395 К. Опыты осуществляли в режиме термоциклирования через интервалы мартенситных переходов при постоянной величине крутящего момента. Показано, что при первом режиме термомеханического воздействия термоциклирование приводит к монотонному росту деформаций, обусловленных ЭПФ, последующее термоциклирование при той же нагрузке при втором режиме — к заметному увеличению деформации, обусловленной ЭПФ. Предложена логистическая модель явлений мартенситной неупругости в материалах с эффектом памяти формы, основанная на уравнении Ферхюльста, позволяющая достаточно точно описывать деформирование материала на этапах термоциклирования. Разработан расчетно-экспериментальный метод для учета влияния предварительного термомеханического воздействия на деформации, обусловленные ЭПФ.

1. Лихачев В. А., Кузьмин С. Л., Каменцева З. П. Эффект памяти формы. — Л.: Изд. ЛГУ, 1987. — 216 с.

2. Прокошкин С. Д., Хмелевская И. Ю., Рыклина Е. П., Браиловский В., Коротицкий А. В., Инаекян К. Э. Возможности управления функциональными свойствами сплавов Ti – Ni с памятью формы методами ТМО. — В сб.: Фундаментальные проблемы современного материаловедения / Под общей ред. В. Е. Громова. — Новокузнецк, 2015. С. 135 – 141.

3. Рыклина Е. П., Прокошкин С. Д., Крейцберг А. Ю. Возможности достижения предельно высоких эффектов памяти формы в сплаве Ti-50,0 ат. % Ni в различных структурных состояниях аустенита / Изв. РАН. Серия физическая. 2013. Т. 77. № 11. С. 1644 – 1652.

4. Рыклина Е. П., Прокошкин С. Д., Крейсберг А. Ю. Возможности достижения аномально высоких параметров ЭПФ сплава Ti-50,0 ат. % Ni в различных структурных состояниях аустенита / Известия РАН. Серия физическая. 2013. Т. 77. № 11. С. 1653 – 1663.

5. Беляев С. П., Рубаник В. В., Реснина Н. Н., Рубаник В. В., Ломакин И. В., Рубаник О. Е. Влияние предварительной деформации на функциональные свойства биметаллического композита «TiNi – Сталь» / Вестник тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2010. Т. 15. Вып. 3. С. 1152 – 1154.

6. Плотников В. А., Грязнов А. С., Харламов И. В. Обратимый деформационный ресурс при циклировании термоупругих мартенситных превращений в никелиде титана в условиях механического нагружения / Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2011. Т. 8. № 2. С. 63 – 66.

7. Андронов И. Н., Овчинников С. К. Эффекты обратимого формоизменения никелида титана при термоциклировании / Деформация и разрушение материалов. 2005. № 5. С. 28 – 30.

8. Андронов И. Н., Богданов Н. П., Вербаховская Р. А., Пластинина Е. В., Чурилина Е. В. Влияние циклического термомеханического воздействия на обратимые деформации и энергоемкость никелида титана / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 1. С. 59 – 62.

9. Андронов И. Н., Богданов Н. П., Вербаховская Р. А. Феноменологическое описание поведения материалов с каналами мартенситной неупругости при термоциклировании под нагрузкой / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 5. С. 47 – 50.

10. Заявка 94007969/28 РФ, 1538 МПК G0103/08. Установка для испытания образцов материалов при сложном напряженном состоянии. Полезная модель / Власов В. П., Андронов И. Н., Какулия Ю. Б. — № 94007969/28; заявл. 05.03.94; опубл. 16.01.96.

11. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела: Учебное пособие для вузов. — М.: Наука, 1988. — 712 с.

12. Лихачев В. А., Малинин В. Г. Структурно-аналитическая теория прочности. — СПб.: Изд. Санкт-Петербург, 1993. — 471 с.

13. Verhulst P. F. Notice sur la loi que la population poursuit dans son accroissement / Correspondance mathématique et physique. 1838. N 10. P. 113 – 121.

14. Малыгин Г. А. О кинетике бездиффузионных фазовых превращений мартенситного типа на мезоскопическом уровне / Физика твердого тела. 1993. Т. 35. № 11. С. 2993 – 3002.

15. Андронов И. Н., Богданов Н. П., Уляшева Л. А. Аналитическая модель управления фазой мартенсита под нагрузкой / Прикладная механика и техническая физика. 2009. Т. 50. № 4. С. 196 – 200.

16. Малинин Н. Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. — М.: Машиностроение. 1968. — 400 с.