Современная электрометаллургия, 2019, №02



2019 №02 (07)

DOI of Article 10.15407/sem2019.02.08

2019 №02 (01)

---

Современная электрометаллургия, 2019, #2, 50-58 pages

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

Компьютерное моделирование структурных превращений в сплавах с эффектом памяти формы

В.А. Костин, Г.М. Григоренко

ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Проведено компьютерное 3D моделирование медицинских стентов, выполненных из материалов с памятью формы, проанализировано кинетику структурных превращений в процессе γ↔α′-превращений, исследовано их влияние на напряженно-деформированное состояние. Проведены расчеты для сплавов с памятью формы — нитинола (NiTi) и Cu–Zn–Al, применяемых в медицинской промышленности. Предложена математическая модель для описания эффектов памяти формы и гиперупругости. Проведено численное моделирование структурных превращений, напряженно-деформированного состояния стента, эффектов памяти формы и гиперупругости путем использования расчетного мультифизического пакета COMSOL Multiphysics. Установлены особенности образования мартенсита в стенте в процессе деформирования. Библиогр. 12, табл. 2, рис. 10.
Ключевые слова: материалы с памятью формы; нитинол; стент; фазовые превращения; мартенсит; аустенит; напряженно-деформированное состояние

Received:                22.04.19
Published:               13.06.19

Список литературы

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).