شماره راهنما :
1173 دكتري
پديد آورنده :
براتي، محمود
عنوان :
مطالعه رفتار حافظهداري دوسويه در آلياژهاي حافظهدار
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
ده، [۱۶۹]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمود كدخدائي، شبنم ارباب شيراني
استاد مشاور :
مصطفي جمشيديان
توصيفگر ها :
آلياژهاي حافظهدار , فرآيند آموزش , رفتار خستگي تابعي , اثر حافظهداري دوسويه , كرنش باقيمانده , اندازه گيري مقاومت الكتريكي ويژه
استاد داور :
محمد محمدي اقدم، جمال ارغواني، احمد كرمانپور، محمد مشايخي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/02/11
كد ايرانداك :
ID1173 دكتري
چكيده فارسي :
1 چكيده استفاده از آلياژهاي حافظهدار به دليل ويژگيهاي بسيار ارزنده و كاربردي آنها در صنايع مختلف مانند صنايع هوايي صنايع خودروسازي و صنايع پزشكي رو به افزايش است يكي از ويژگيهاي بسيار جالب اين آلياژها اثر حافظهداري دوسويه ميباشد آلياژ حافظهدار بكر آموزش نديده داراي اثر حافظهداري يك سويه بوده و فقط شكل خود را در فاز آستنيت ميتواند بازيابد در صورتي كه آلياژ حافظهدار به وسيله بارگذاريهاي چرخهاي مناسب آموزش ببيند فرآيند آموزش ميتواند علاوه بر بازيابي شكل خود در فاز آستنيت شكل خود را در فاز مارتنزيت نيز در حين سرد شدن بدون اعمال نيرو بازيابد از سوي ديگر در اكثر كاربردها آلياژ حافظهدار تحت بارگذاري چرخهاي قرار ميگيرد و ممكن است به طور ناخواسته و در اثر اينگونه بارگذاريها اثر حافظهداري دوسويه در آن ايجاد شود يكي از بزرگترين موانعي كه استفاده از اين آلياژها را در كاربردهاي مختلف تحت تاثير قرار ميدهد شناخت كم از رفتار بارگذاري چرخهاي رفتار خستگي اين مواد ميباشد در مورد آلياژهاي حافظهدار رفتار خستگي به دو دسته كلي خستگي سازهاي و خستگي تابعي تقسيم بندي ميگردد خستگي سازهاي همانند خستگي در فلزات معمولي شكست بر اثر جوانهزني و رشد ترك در بارگذاريهاي چرخهاي ميباشد در حالي كه خستگي تابعي افت يا تنزل خواص آلياژ تغيير منحني تنش كرنش دما در اثر بارگذاريهاي چرخهاي بوده و معمولا نحوه اعمال بارگذاري به گونهاي است كه ماده تغيير فاز به مارتنزيت ناشي از تنش را تجربه ميكند تاكنون مطالعات متعددي براي فهم دقيق رفتار خستگي تابعي در آلياژهاي حافظهدار صورت گرفته است ولي هنوز با قطعيت نميتوان گفت كه دقيقا چه مكانيزمي و به چه صورت منجر به خستگي تابعي اين آلياژها ميگردد در اين رساله بارگذاري چرخهاي آلياژهاي حافظهدار و رفتار چرخهاي اين مواد با تاكيد بر فرآيندهاي آموزش مختلف با دو هدف مهم مورد بررسي قرار گرفته است هدف اول مطالعه رفتار خستگي تابعي به منظور كاهش اثرات منفي آن افت خواص ناشي از بارگذاري چرخهاي ميباشد هدف دوم بررسي رفتار حافظهداري دوسويه به وجود آمده به منظور دستيابي به فرآيند آموزش مناسب و تعداد چرخههاي لازم براي ايجاد اثر حافظهداري دوسويه پايدار ميباشد در رساله حاضر سعي شده بر اساس نتايج به دست آمده از رفتار حافظهداري دوسويه منشا تغييرات به وجود آمده حين بارگذاري چرخهاي فرآيند آموزش و به عبارت ديگر منشا رفتار خستگي تابعي مورد بحث و بررسي قرار گيرد در اين راستا علاوه بر اندازهگيري پارامترهاي ماكروسكوپيك متعارف مانند كرنش باقيمانده مقاومت الكتريكي ويژه ماده نيز اندازهگيري شده تا با استفاده از اين پارامتر بتوان نحوه تغييرات به وجود آمده حين بارگذاري چرخهاي و رفتار خستگي تابعي را تشريح نمود نتايج به دست آمده براي آلياژ پايه مس CuAlBe نشان ميدهد كه منشا كرنش باقيمانده به وجود آمده در اين آلياژ مارتنزيت باقيمانده ميباشد اين در حالي است كه براي آلياژ نايتينول نتايج به دست آمده نشان ميدهد كه منشا كرنش باقيمانده تركيبي از نابجاييها كرنش پلاستيك و مارتنزيت باقيمانده ميباشد با در نظر گرفتن سه فرآيند آموزش مختلف براي يك آلياژ نايتينول اطلاعات بسيار مفيدي در مورد رفتار خستگي تابعي و همچنين نحوه عملكرد مكانيزم تركيبي نابجاييها تغيير شكل پلاستيك و مارتنزيت باقيمانده ارائه شده است در چند حالت خاص پس از فرآيند آموزش كرنش حافظهداري دوسويه منفي مشاهده شده كه اين نوع كرنش حافظهداري دوسويه تاكنون براي يك آلياژ حافظهدار پليكريستال گزارش نشده است علاوه بر اين با استفاده از نتايج تجربي به دست آمده براي آلياژ نايتينول يك رهيافت نظري بهبود يافته براي مدلسازي فرآيند آموزش و همچنين پيش بيني رفتار حافظهداري دوسويه ارائه شده است كلمات كليدي آلياژهاي حافظهدار فرآيند آموزش رفتار خستگي تابعي اثر حافظهداري دوسويه كرنش باقيمانده اندازهگيري مقاومت الكتريكي ويژه
چكيده انگليسي :
Study of Two Way Shape Memory Effect in Shape Memory Alloys Mahmoud Barati mahmoud barati@me iut ac ir Dec 19 2017 Department of Mechanical EngineeringIsfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranMahmoud Kadkhodaei kadkhodaei@cc iut ac irShabnam Arbab Chirani arbab@enib frMostafa Jamshidian jamshidian@cc iut ac irDepartment Graduate Program Coordinator Reza TikaniAbstractShape memory alloys SMAs have found a wide range of commercial and industrialapplications e g in automotive aerospace civil and bioengineering areas since they reveal areversible martensitic transformation induced by temperature stress or a combination of thetwo One of the major limitations facing the industrial use of this alloy is degradation of thematerial when subjected to cyclic loadings i e functional fatigue In most of the applications structural components and devices made of SMAs work under cyclic thermomechanicalloading i e training and therefore are susceptible to functional fatigue Fatigue of SMAs isa big challenge for these materials and should be managed to promote their engineeringapplications and to utilize their unique shape memory effect SME as well as pseudoelasticity PE more effectively On the other hand thermomechanical cycling is an important procedureto develop two way shape memory effect TWSME in SMAs Study of TWSM strain isimportant because it can be an indicator of the residual stress induced martensite RSIM in anSMA after the training procedure In this study degradation in the functional properties ofCuAlBe and NiTi SMAs during different thermomechanical training cycles i e functionalfatigue and the resultant two way shape memory effect are studied using in situ electricresistivity measurement Three different training methods are employed to induce TWSMbehavior in the specimens The combined effects of plasticity dislocation slip and RSIM ondevelopment of TWSME are investigated Particular attention is paid to the origin of residualstrain during different training methods It is found that these two mechanisms have verydifferent influences on the thermomechanical behaviors of the alloy including evolutions inthe residual strain development of TWSME and variations in the amount of electric resistivity during and after training The results of in situ electric resistivity measurements can hence bebeneficially used to better understand the deformation mechanism of simultaneous plasticityand RSIM during different training procedures Finally an extended macroscopic model isdeveloped to take these aspects of the shape memory alloy behaviors into account Keywords Shape memory alloy Training Functional fatigue Two way shape memory effect Residual strain Electric resistivity Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Ecole Nationale d Ing nieurs de Brest ENIB FRE CNRS 3744 IRDL F 29200 Brest France
استاد راهنما :
محمود كدخدائي، شبنم ارباب شيراني
استاد مشاور :
مصطفي جمشيديان
استاد داور :
محمد محمدي اقدم، جمال ارغواني، احمد كرمانپور، محمد مشايخي
