Сучасна електрометалургія, 2019, №02



2019 №02 (07)

DOI of Article 10.15407/sem2019.02.08

2019 №02 (01)

---

Сучасна електрометалургія, 2019, #2, 50-58 pages

Journal                    Сучасна електрометалургія
Publisher                International Association «Welding»
ISSN                      2415-8445 (print)
Issue                       № 2, 2019 (June)
Pages                      50-58

Комп’ютерне моделювання структурних перетворень в сплавах з ефектом пам’яті форми

В.А. Костін, Г.М. Григоренко

ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Проведено комп’ютерне 3D моделювання медичних стентів, виконаних з матеріалів з пам’яттю форми, проаналізовано кінетику структурних перетворень в процесі γ↔α′-перетворень, досліджено їх вплив на напружено-деформований стан. Проведені розрахунки для сплавів з пам’яттю форми — нитинола (NiTi) і Cu–Zn–Al, які застосовуються в медичній промисловості. Запропоновано математичну модель для опису ефектів пам’яті форми і гіперпружності. Проведено чисельне моделювання структурних перетворень, напружено-деформованого стану стента, ефектів пам’яті форми і гіперпружності шляхом використання розрахункового мультіфізичного пакета COMSOL Multiphysics. Встановлено особливості утворення мартенситу в стенті в процесі деформування. Бібліогр. 12, табл. 2, рис. 10.
Ключові слова: матеріали з пам’яттю форми; нитинол; стент; фазові перетворення; мартенсит; аустеніт; напружено-деформований стан

Received:                22.04.19
Published:               13.06.19

Література

1. Otsuka, K., Wayman, C.M. (1998) Shape Memory Materials. Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1–267.
2. Mohd, J., Leary, J, Subic, М., Gibson, A. (2014) A review of shape memory alloy research, applications and opportunities. Materials and Design, 56, 1078–1113.
3. Kurdyumov, G.V., Khandros, L.G. (1949) On «thermoelastic» equilibrium in martensite transformations. DAN SSSR, 66(2), 211–220 [in Russian].
4. Koval, Yu.N., Lobodyuk, V.A, (2010) Deformation and relaxation phenomena in transformations of martensite type. Kiev, Naukova Dumka [in Russian].
5. Otsuka, K., Wayman, C.M (1998) Mechanism of shape memory effect and superelasticity. Shape Memory Materials. Cambridge University Press, Cambridge, 27–48.
6. Patoor, E., Eberhardt, A., Berveiller, M. (1996) Micromechanical modelling of superelasticity in shape memory alloys. J. de Physique IV, Coll. C1, 6, 277–292.
7. Auricchio, F., Sacco, E. (1999) A temperature-dependent beam for shape-memory alloys: Constitutive modelling, finite element implementation and numerical simulations. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 174, 171–190.
8. Lagoudas, D.C., Boyd, J.G., Bo, Z. (1994) Micromechanics of active composites with SMA fibers. J. Engineering Materials, 116, 337–347.
9. Movchan, A.A., Movchan, I.A. (2008) Model of nonlinear deformation of shape memory alloys in active processes of direct transformation and structural transition. Mekhanika Kompozitsionnykh Materialov i Konstruktsij, 14(1), 75–87 [in Russian].
10. Chemisky, Y., Duval, A., Patoor, E., Ben Zineb T. (2011) Constitutive model for shape memory alloys including phase transformation, martensitic reorientation and twins accommodation. Mechanics of Materials, 43(7), 361–376.
11. https://www.comsol.com
12. Barbarino, S., Saavedra Flores, E.I., Ajaj, R.M. et al. (2014) A review on shape memory alloys with applications to morphing aircraft. Smart Materials and Structures, 23(6).