Диссертация (1149136), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Муфты из низкотемпературного сплава ТН-1К (TiNiFe) былидеформированы дорном в жидком азоте и собраны на стержни из различныхматериалов. При нагреве до комнатной температуры муфты претерпевалиобратное мартенситное превращение и в результате возврата деформации за счетЭПФ в стесненных условиях плотно охватывали стержни, генерируя реактивныенапряжения. Реактивные напряжения оценивали по усилиям, необходимым длясдвига муфт по стержням.
Испытания по сдвигу муфт проводили наиспытательной машине Shimadzu AG-XD plus.Влияние длительного хранения на эффект памяти формы было исследованона образцах-свидетелях реального привода рычажного устройства «Рапана»,13изготовленного в 1992 году.
Материал претерпел термомеханическую тренировку,послекоторойприводыбылииспользованывреальнойкосмическойтрансформируемой ферменной конструкции, а образцы-свидетели хранились прикомнатной температуре в деформированном мартенситном состоянии до нашихдней. Эффект памяти формы в образцах-свидетелях в 2017 году был измерен втермомеханическом анализаторе Netzsch TMA 402 F1 Hyperion.Изменение обратимой памяти формы за период длительного хранения былоисследовано на двух типах образцов: кольцевые образцы из сплава TiNiCu, ицилиндрические образцы эквиатомного сплава TiNi. Кольцевые образцы былидеформированы дорном при комнатной температуре в 1987 году и тогда жепретерпели несколько циклов нагрев-охлаждение в интервале температур 25150оС, реализовавших эффекты однократной и несколько циклов обратимойпамяти формы, которые были измерены.
После чего образцы хранились прикомнатной температуре в деформированном мартенситном состоянии до нашихдней. Спустя порядка 30 лет образцы были подвергнуты такому жетермоциклированию со скоростью 2 К/мин в том же интервале температур влабораторной дилатометрической установке (температуру образцов измерялитермопарой хромель-копель, изменение длины фиксировали измерителемлинейных перемещений ЛИР 15 с чувствительностью 0,001 мм) с целью оценитьпроизошедшие изменения. Цилиндрические образцы из сплава TiNi былипродеформированы сжатием в 1999 году со скоростями 10-3с-1 и ≈103с-1 прикомнатной температуре в мартенситном состоянии, тогда же в образцах былореализовано два цикла нагрева-охлаждения в интервале температур 25-150оС,реализующихЭПФиОПФ.Спустяоколо20-тилетобразцыбылитермоциклированы в термомеханическом анализаторе Netzsch TMA 402 F1Hyperion.
С целью оценить влияние перегрева материала, половина образцов былатермоциклирована в том же интервале температур, что и в 1999 году, у второйполовины образцов верхняя температура цикла составляла 230оС.14РастяжениеобразцовпритренировкесплаваTiNiдляприводатермочувствительного устройства было реализовано на испытательной машине.Термоциклирование подготовленных образцов для измерения эффекта памятиформы было реализовано в лабораторной дилатометрической установке,описанной ранее.
Верификация функциональности готового рабочего элементабыла проведена в специально собранной конструкции, имитирующей работутермочувствительного устройства, помещенной в термокамеру испытательноймашины Lloyd LR30K Plus.Для теоретического описания влияния времени длительного хранения вдеформированном мартенситном состояниинаиспользовалиразвиваемуюмикроструктурнуюмодель,эффектыпамятиформыА.Е.Волковым,М.Е. Евард и Ф.С.Беляевым, модернизированную уравнением для расчетаэволюции дефектов во времени.Основные положения и результаты, выносимые на защиту1. Закономерности изменения эффектов однократной и обратимой памятиформы после высокоскоростного и квазистатического сжатия эквиатомногосплава в интервале температур 20-300°С.2.
Зависимости реактивных напряжений в сплавах TiNiFe и CuZnAl от времениих длительного функционирования в термомеханических соединениях.3. Закономерности изменения эффектов однократной и обратимой памятиформы в сплавах на основе TiNi после длительного хранения вдеформированном мартенситном состоянии.4. Результаты компьютерного моделирования однократной и обратимойпамяти формы эквиатомного сплава TiNi после длительного хранения вдеформированном мартенситном состоянии.5. Методика создания термочувствительного рабочего элемента с памятьюформы, обеспечивающая его функциональность в заданном диапазонетемператур.15Степень достоверности полученных результатовДостоверность полученных результатов обеспечена использованиемсовременных экспериментальных методик, использованием современной техники,тщательнойобработкойвоспроизводимостьюполученныхрезультатовиэкспериментальныхполнымсоответствиемданных,полученныхзакономерностей их теоретической интерпретации.
Все результаты и выводы непротиворечат современным научным представлениям и апробированы насимпозиумах, конференциях и при личном общении с авторитетнымипредставителями научного сообщества.Апробация диссертацииРезультаты данной работы были представлены на следующих конференциях исимпозиумах:1.Международнаяконференция«EuropeanSymposiumonMartensiticTransformations» (ESOMAT-2015), г. Антверпен, Бельгия, сентябрь 2015 г.2.Всероссийская конференция с международным участием «Механикакомпозиционных материалов и конструкций, сложных и гетерогенныхсред», посвященная 95-летию со дня рождения академика И.Ф. Образцова,г.
Москва, Россия, декабрь 2015 г.3.«XXII Петербургские чтения по проблемам прочности», Санкт-Петербург,апрель 2016 г.4.«XI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической иприкладной механики», г. Казань, Россия, август 2015 г.5.Вторая международная научная конференция “Сплавы с эффектом памятиформы” к 85-летию со дня рождения В. А. Лихачева, Санкт-Петербург,Россия, сентябрь 2016 г.6.Международный симпозиум «Перспективные материалы и технологии»,г.
Витебск, Беларусь, май 2017 г.167.XXVII Международная конференция «Математическое и компьютерноемоделирование в механике деформируемых сред и конструкций» (MКM2017), Санкт-Петербург, Россия, сентябрь 2017 г.8.Международная конференция по механике «VIII Поляховские чтения»,Санкт-Петербург, Россия, февраль 2018 г.9.Выступление с докладом в Доме ученых им. М. Горького РАН, СанктПетербург, Россия, март 2018 г.Результатыработывошливотчетыпоследующимнаучно-исследовательским проектам:1.
НИР «Эффекты памяти формы в никелиде титана после динамическогонагружения», СПбГУ, Мероприятие 2, грант № 6.38.74.2012 (2012-2014).2. «ИсследованиетермомеханическихсвойствсплаваTiNiпривысокоскоростном нагружении», грант РФФИ 13-01-00050 (2013-2015).3. «Экспериментальное обеспечение работоспособности, надежности иживучести космической техники с элементами из сплавов TiNi с эффектомпамяти формы», грант РФФИ 16-08-00135 (2016-2017).ПубликацииПо материалам работы опубликовано 10 работ, из которых 3 входят вперечень ВАК, они же индексируются в Scopus и Web of Science, 5 реферируютсяв РИНЦ.Статьи в журналах, рекомендованных ВАК:1.Bragov A., Galieva A., Grigorieva V., Danilov A., Konstantinov A., Lomunov A.,Motorin A., Ostropiko E., Razov A.
Functional properties of TiNi shape memoryalloy after high strain rate loading // Materials Science Forum, 2013. — Vol. 738739, — P. 326-331. (Scopus, Web of Science, РИНЦ)172.Ostropiko E., Razov A., Cherniavsky A. Investigation of TiNi shape memoryalloy for thermosensitive wire drive // MATEC Web of conferences. 2015. —Vol. 33, — art. 03021. 4p. (Scopus, Web of Science, РИНЦ)3.Ostropiko E., Razov A. Influence of storage time on two-way shape memory ofTiNi alloy // Materials Today: Proceedings, 2017.
— Vol. 4, — № 3, Part B. —P. 4875-4878. (Scopus, Web of Science)Статьи в других изданиях:4.Остропико Е.С., Чернявский А.Г. Исследование сплава TiNi для приводатермочувствительногоустройства//XIВсероссийскийсъездпофундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики, 20-24августа 2015г., г. Казань / Сборник трудов. Казань, 2015. — С.
2876-2878.(РИНЦ)5.Остропико Е.С., Разов А.И. Влияние фактора времени на реактивныенапряжения и обратимую память формы // Механика композиционныхматериалов и конструкций, сложных и гетерогенных сред / Сб. матер.Всеросс. научн. конф. с междунар. участием (к 95-летию со дня рожденияакадемика И.Ф.Образцова), 15-17 декабря 2015г., Москва, 2015.
— С. 236238.6.Евард М.Е., Остропико Е.С., Разов А.И. Изменение функциональныхсвойств сплавов с эффектом памяти формы во времени // XXIIПетербургские чтения по проблемам прочности. К 110-летию со днярождения академика С.Н.Журкова и 85-летию со дня рождения профессораВ.А.Лихачева, 12-14 апреля 2016г., Санкт-Петербург / Сб. материалов. —СПб, — 2016. — С. 215-217.7.Евард М.Е., Остропико Е.С., Разов А.И. Влияние времени хранения рабочихэлементов из сплавов с эффектом памяти формы на их функциональныесвойства // Вторая международная научная конференция «Сплавы с18эффектом памяти формы», 20-23 сентября 2016г., Санкт-Петербург, Россия/ Тез.
докл. — СПб, — 2016. — С. 58.8.Остропико Е.С., Разов А.И. Влияние времени длительного хранения наэффекты однократной и обратимой памяти формы в сплавах TiNi //Перспективные материалы и технологии: материалы междунар. симпозиума(22-26 мая 2017г., Витебск, Беларусь).
В 2-х ч. Ч.1 / Под ред. В.В.Рубаника.,2017. — С. 287-289. (РИНЦ)9.Ostropiko E.S., Evard M.E., Razov A.I. Recovery stresses and two-way shapememory effect after long-term storage // Mathematical and Computer Simulationin Mechanics of Solids and Structures – MCM 2017, September 25-27, St.Petersburg, Russia / Abstracts, 2017. P. 156-157. (РИНЦ)10. Остропико Е.С., Разов А.И. Влияние высокоскоростного сжатия нафункциональные свойства эквиатомного сплава TiNi // Международнаянаучная конференция по механике «Восьмые Поляховские чтения», 30января - 2 февраля 2018г., СПб, Россия / Тез.
докл. 2018. С.222-223.Личный вклад автораРезультаты исследований отражены в работах 1-10, в которых соискательвыполнил основную часть экспериментов, обработал данные, полученные врезультате экспериментов и проанализировал их. В рамках модифицированногомикроструктурного подхода осуществил подбор материальных констант и провелкомпьютерное моделирование изменения эффектов однократной и обратимойпамяти формы с течением времени. Соискатель участвовал в обсуждении всехполученных данных и результатов расчетов, подготовил публикации и доклады наконференциях. В работах 1,10 А.М. Брагов, А.Ю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
