Введение к работе
Актуальность. Уникальность свойств и возможностей материа-ов с эффектом памяти формы /ЭПФ/ позволяет находить для них все олее широкое применение в технике и медицине. В частности, спла-ы этого класса используют как элементи исполнительных и силовых іеханизмов. Разнообразное функциональное назначение таких элеме-гов обуславливает возникновение в них сложных напряженных сос-ояний. До недавнего времени большую часть исследовьний своііств іатериалов с памятью формы проводили при простых нагружениях: рулении, растяжении, сжатии, изгибе. Лишь в последний годы іпубликован ряд работ, в которых выявлены особенности поведения казенных материалов при некоторых слокных режимах тешературко-;илового воздействия. Однако эти исследования выполнены в основам на никелиде титана и других сплавах с мартенситними реакціями первого рода. Поведение при слокннх воздействиях ыатериа-юв с превращениями смешанного характера и реакциями второго >ода, например, марганцемедкых сплавов, остается пока неизучен-шм.
Цель работы состояла в выявлении закономерностей механичес-[ого поведения сплавов MnCu при сложных температурно-силових зоздеііствиях. В. задачи работы входило:
исследование свойств материалов при термоцкклировании в усло-шях сложного напряженного состояния;
изучение влияния способов задания предварительной деформации <е траектории формовосстановлекия при нагревании;
исследование эффектов мартенситнои неупругости, инициированных формированием с ортогональным изломом траектории нагруиения;
разработка в рамсах структурно-аналитической теории математи-іеских моделей, описывающих реологические свойства материалов
) мартенеитными реакциями второго рода при сложных воздействиях.
Научная новизна'. При термоциклировании в условиях слокного іапряхенного состояния установлены зависимости сдвиговой и эсевой составляющих деформации, обусловленной ЭПФ, от величины нормального а касательного напряжений. Получены траектории сформирования в координатах #- / J, Є- соответственно чДвиговая и осевая деформации/. Установлены зависимости скоро-
сти термоциклической ползучести по сдвиговой и осевой составляющим деформации от величины нормального и касательного напряжений.
Показано, что характер 4ормовосстановления при нагревании суаественкым образом зависит от способа задания предварительнс деформации. Получены траектории восстановления деформаций при нагревании в координатах У-. Установлено, что ортогональные изломы направления предварительной деформации способны вызывать как возврат, так и накопление предварительно заданных "основных" деформаций в зависимости от способа получения после днкх.
Обнаружен механоциклический эйект памяти формы, заключающийся в том, что циклическое изменение осевой нагрузки при постоянном крутящем моменте приводит к проявлению свойств памяти ,ормы по сдвиговой деформации.
Предложены разработанные в рамках структурно-акалитическс теории пластичности математические модели, описывающие механическое поведение материалов с мартенситными превращениями второго рода при сложных температурно-силовых воздействиях.
Практическая ценность. Выявленные закономерности поведени марганцемедных сплавов в условиях сложного напряженного состояния при различных силовых и температурных воздействиях могут быть использованы при проектировании исполнительных механизмов одноразового и иногоразового действия, создании самособирающих ся конструкций, неразъемных соединений и т.д.
Созданы программы для ЭВМ, позволяющие прогнозировать механическое поведение материалов с мартенситными реакциями второго рода.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены нв научных семинарах лабораторий прочности материалов НИМ ЛГУ /Ленинград, 1989,IS90/, Всесоюзных семинарах "Актуальные проблемы прочности" /Боровичи,1988; 0куловка,1989, 1990; Рубежное,1990; Старая Русса,1991/.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 рас
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения пяти глав, заключения и списка литературы, содеряащего 122 наи