| Popis: |
Методом скінчених елементів змодельовано й експериментально досліджено псевдопружну поведінку нікель-титанового сплаву за змінної амплітуди навантаження. Зразки з нікель-титанового сплаву (Ni – 55,8%, Ti – 44,2%) діаметром d = 1,5 мм і довжиною робочої ділянки L = 30 мм досліджували за одновісного розтягу на випробувальній машині FP-100 при кімнатній температурі на повітрі. Експериментально визначено механічні характеристики матеріалу та напруження старту й фінішу прямих і зворотних фазових перетворень, використаних при моделюванні. Створено скінченоелементну тривимірну модель, здатну відтворювати псевдопружну поведінку за статичного й повторно-статичного навантаження розтягом та розвантаження. За результатами моделювання методом скінчених елементів у середовищі ПК ANSYS Workbench 17.1 отримано залежності напружень від деформації в кожному циклі за змінної амплітуди навантаження. Виявлено, що за змінної амплітуди навантаження напруження початку та закінчення прямих і зворотних фазових перетворень змінюються у кожному циклі, а розрахункові залежності напружень від деформацій задовільно узгоджуються з експериментальними. Похибка напружень, обчислених методом скінчених елементів упродовж усіх циклів навантаження не перевищує 10,1%, а деформацій – 6,1%. У точках, які відповідають напруженням прямих і зворотних перетворень, обчислена енергія пружної деформації та енергія дисипації. Похибка енергії пружної деформації при чисельному моделюванні не перевищує 10,9%, а енергії розсіювання (дисипації) – 10,8% порівняно з експериментальними даними. Отримані результати мають теоретичне й прикладне значення для моделювання псевдопружної поведінки, міцності й витривалості конструкцій з сплавів з пам’яттю форми за сталої та змінної амплітуди навантаження. |
