شبیه سازی مواد حافظه دار در نرم افزار آباکوس و انسیس

مواد حافظه به موادی گفته می شوند که بر اساس اعمال شرایطی می توانند به حالت اولیه خود برگردند. این مواد در صنایع روباتیک، اتومبیل، هوافضا و بیومکانیک کاربرد دارند. دو دسته مواد حافظه دار از آلیاژهای مس-آلومینوم- نیکل و همچنین نیکل-تیتانیوم ساخته می شوند. مواد حافظه دار ساخته شده از نیکل-تیتانیوم به هنگام تغییر شکل فاز ماده از آستنیت به مارتنزیت تغییر پیدا می کند و به هنگام حذف نیرو، ماده به حالت اولیه خود باز می گردد و فاز ماده از مارتنزیت به آستنیت باز می گردد.

مواد حافظه دار دارای خاصیت سوپرالاستیک هستند. مواد سوپرالاستیک موادی هستند که ناحیه الاستیک آنها بسیار گسترده تر از مواد معمولی مانند فولاد است. معمولا فولاد در کرنشی بیش از یک درصد دچار تغییرشکل پلاستیک می شوند. این در حالی است که مواد سوپرالاستیک تا حدود 8 درصد نیز می توانند تغییرشکل الاستیک داشته باشند.

در این پروژه یک ماده حافظه دار تنها با درنظر گرفتن خاصیت سووپرالاستیکی آن مدل سازی شد. در شکل زیر نمودار تنش-کرنش یک ماده سوپر الاستیک نشان داده شده است. همان طور که در این شکل دیده می شود به ازای تنشی مشخص فاز آستنیت شروع به تبدیل شدن به فاز مارتنزیت می شود.

برای تعریف ماده سوپرالاستیک در آباکوس از کیورد *SUPERELASTIC استفاده می شود.

خواص مکانیکی مورد نیاز برای تعریف ماده سوپرالاستیک در آباکوس به قرار زیر است.

-مدول یانگ و نسبت پواسون آستنیت و مارتنزیت

- کرنش مربوط به فرایند تغییر فاز

- تنشی که در آن تغییر فاز ایجاد می شود برای دو حالت کششی و فشاری

- تنشی که در آن تغییر فاز برعکس به هنگام برداشتن نیرو ایجاد می شود برای دو حالت کشش و فشار

- شیب نمودار تنش-دما برای دو حالت بارگذاری و برداشتن نیرو

لینک منبع