Диссертация (1149136), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Образцысвидетели вырезали из тех же заготовок, что и рабочие элементы.4.3.Результат создания методикиВ процессе решения поставленной задачи были исследованы различныеварианты термообработки, различные варианты накопления деформации, иварианты прикладываемых нагрузок. Также была исследована циклическаяустойчивость эффекта памяти формы и эффекта пластичности превращения. Наосновевсехданныхбылсделанвывод,чтоприизготовлениитермочувствительного привода для накопления предварительной деформациипредпочтительнеепользоватьсяэффектомпластичностипревращения.Наибольшее значение эффекта памяти формы эмпирически было получено вматериале, претерпевшем отжиг при температуре 500оС в течение одного часа иохлаждение с печью.
Показано, что наиболее эффективная тренировка заключаетсяв одиннадцати циклах накопления пластической деформации в результате эффектапластичности под напряжением 220 МПа и десятикратной реализации эффектапамяти формы без приложенных нагрузок.Простой феноменологической подход для теоретического описания показалхорошее соответствие с практическим результатом.По результатам исследования была изготовлена партия приводов длятермочувствительного устройства, предназначенного для использования в системевентиляции космического аппарата.Разработанная комплексная методика создания термочувствительногорабочего элемента с памятью формы, обеспечивающая его функциональность взаданном диапазоне температур может быть использована и для других рабочихэлементов с памятью формы, действующих не только на растяжение, но и придругих видах деформирования.102ЗаключениеВыполнено исследование особенностей проявления эффектов однократной иобратимой памяти формы в эквиатомном сплаве TiNi после высокоскоростного иквазистатического сжатия при различных температурах, захватывающих диапазонобратимого мартенситного превращения; исследовано изменение реактивныхнапряжений в сплавах TiNiFe и CuZnAl от времени их функционирования втермомеханических соединениях; изучено влияние длительной выдержки вдеформированном мартенситном состоянии на эффекты памяти формы в сплавахнаосновеTiNi;выполненокомпьютерноемоделированиеизмененияфункциональных свойств сплавов с эффектом памяти формы после длительногохранения в деформированном мартенситном состоянии; разработана комплекснаяпоследовательная методика создания термочувствительного рабочего элемента спамятью формы, обеспечивающая его функциональность в заданном диапазонетемператур.Поставленная цель достигнута.По полученным результатам работ можно сделать следующие заключения:1.
Установлено, что величина эффекта памяти формы после высокоскоростногосжатия до полной деформации 18-20% при скорости деформирования около103с-1 в интервале температур 20-60оС выше, чем после квазистатическогосжатия. При температурах предварительного деформирования превышающих90оС величина эффекта памяти формы после высокоскоростного сжатияменьше и убывает быстрее с ростом температуры деформирования, чем послеквазистатического деформирования.2. Обратимая память формы с ростом температуры предварительного сжатияпереходит из ОПФ мартенситного типа в ОПФ аустенитного типа.
Величинаэффектаобратимойпамятиформымартенситноготипапослевысокоскоростного сжатия в интервале температур 20-60оС выше и убываетбыстрее с ростом температуры деформирования, чем после квазистатическогосжатия. Величина эффекта обратимой памяти формы аустенитного типа после103высокоскоростного сжатия всегда больше, чем после квазистатическогосжатия.3. Установлено, что реактивные напряжения в сплавах TiNiFe практически нерелаксируют (не более чем на 8%) на протяжении 30 лет в муфтахтермомеханическихсоединений,чтообеспечиваетихдлительнуюфункциональность. В сплаве CuZnAl закономерности релаксации реактивныхнапряжений на протяжении 30 лет не отличаются от тех, которые наблюдаютсяв других металлических материалах и могут быть описаны известнымиспособами.4.
Показано, что в эквиатомном сплаве TiNi эффект памяти формы величиной 5%практически не изменился за 25 лет хранения в деформированноммартенситном состоянии, что гарантирует сохранение способности ксрабатыванию рабочих элементов на протяжении длительного времени.5. Обнаружена особенность поведения обратимой памяти формы в сплавах TiNi иTiNiCu, заключающаяся в возрастании ее величины после длительногохранения (более 17 лет). При этом увеличение обратимой памяти формы всплаве TiNi, инициированной предварительным высокоскоростным сжатием,более существенно, чем инициированной квазистатическим деформированием.6. Выполненноевработекомпьютерноемоделированиепоказало,чтомикроструктурная модель с достаточной степенью точности описываетвлияние длительной выдержки в деформированном мартенситном состоянии наэффекты памяти формы в сплаве TiNi, включая сохранение величиныоднократной памяти формы и повышение величины обратимой памяти формы.7.
Разработана комплексная методика создания термочувствительного рабочегоэлемента с памятью формы, обеспечивающая его функциональность в заданномдиапазоне температур.104Список литературы1.Otsuka K., Ren X. Physical metallurgy of Ti–Ni-based shape memory alloys //Progress in Materials Science. 2005.
Vol. 50, № 5. P. 511–678.2.Pelton A.R., Stöckel D., Duerig T.W. Medical Uses of Nitinol // Material ScienceForum. 2000. Vol. 327-328. P. 63–70.3.Duerig T., Pelton A, Stöckel D. An overview of nitinol medical applications //Materials Science and Engineering: A. 1999. Vol. 273-275. P. 149–160.4.Poncet P. Applications of superelastic nitinol tubing // Mem. Corp. USA. 1994.Vol. 3416. 7 P.5.Stoeckel D. Shape Memory Actuators for Automotive Applications // Materials& design. 1990.
Vol.11, No.6. P. 302-307.6.Jani М. J., Leary M., Subic A., Gibson M. A. A review of shape memory alloyresearch, applications and opportunities // Materials & Design. 2014. Vol. 56. P.1078–1113.7.Лохов В.А., Няшин Ю.И., Кучумов А.Г. Сплавы с памятью формы:применение в медицине. Обзор моделей, описывающих их поведение. //Российский журнал биомеханики. 2007.
Т.11, № 3 С. 9–27.8.NASAGlennResearchCenterReinventingtheWheelURL:https://www.nasa.gov/specials/wheels/ (дата обращения: 18.03.2018)9.Разов А.И. Сплавы с эффектом памяти формы в космической технике // XXПетербургские чтения по проблемам прочности, посвященные памятипрофессора В.А.Лихачева, 10-12 апреля 2012г., Санкт-Петербург / Сборникматериалов. Ч.1. СПб: Соло. 2012.
С.8-9.10.Харрисон Дж.Д., Ходгсон Д.Е. Использование сплавов системы Ti-Ni вмеханических и электрических соединениях // Эффект памяти формы всплавах / Под ред. В.А. Займовского. – М.: Металлургия, 1979. С. 429-434.11.Тихонов А. С., Герасимов А. П., Прохорова И. И. Применение эффектапамяти формы в современном машиностроении/ М.: Машиностроение,1981. – 81 с.10512.Ооцука К., Симидзу К., Судзуки Ю. Сплавы с эффектом памяти формы: Пер.с яп. / Под ред.
Х. Фунакубо. М.: Металлургия, 1990. 224 с.13.ВольченкоД.А.Сплавыспамятьюформы//Автомобильнаяпромышленность. 1991. №8. С. 30-31.14.Razov A. I. Application of Titanium Nickelide–Based Alloys in Engineering //The Physics of Metals and Metallography. 2004. V.97, Suppl.1. P. 97-126.15.Yamauchi K., Ohkata I., Tsuchiya K., Miyazaki S. Shape memory andsuperelastic alloys. Woodhead Publishing Limited, 2011. 208 p.16.Belyaev S.P., Morozov N.F., Razov A.I., Volkov A.E., Wang L., Shi S., Gan S.,Chen J., Dong X. Shape Memory Effect in Titanium-Nickel after PreliminaryDynamic Deformation // Materials Science Forum, 2002. Vol.394-395.
P.337340.17.Shi S.-q., Chen J.-y., Dong X.-l., Wang L.-l., Belyaev S. P., Volkov A.E.,Morozov N.F., Razov A.I. Study on shape memory effect of TiNi alloy afterimpact deformation // Explosion and shock waves, 2001. V.21, N3. P. 168-172.18.Ogawa K. Characteristics of shape memory alloy at high strain rate / Proc. of theInternational Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materialsunder Dynamic Loading (DYMAT-88), Sept. 19-23, 1988, Ajaccio, France // J.Phys. IV. 1988. Coll.C3. (Suppl. J.
Phys. III, V. 49, № 11). P.115-120.19.Liu Y., Li Yu., Ramesh K.T., Van Humbeeck J. High strain rate deformation ofmartensitic NiTi shape memory alloy // Scripta Materialia, 1999. V.41, N1. P.8995.20.Lin P., Tobushi H., Tanaka K., Hattori T., Ikai A. Influence of strain rate ondeformation properties of TiNi shape memory alloy // JSME (The Japan Societyof Mechanical Engineers) Int. J. A. 1996. V.39, N1. P.117-123.21.Nemat-Nasser S., Choi J.Y.
Thermomechanical response of an Ni-Ti-Cr shapememory alloy at low and high strain rates // Philosophical Magazine, 2006. V.86,N9. P. 1173-1187.10622.Belyaev S.P., Volkov A., Petrov A., Razov A. Mechanical properties of titaniumnickelide at high strain rate loading // Materials Science and Engineering A.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
