ارائه یک مدل ساختاری دوبعدی سازگار ترمودینامیکی برای آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی

آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی دسته ی جدیدی از مواد هوشمند به شمار می آیند که خواصی همچون کرنش های برگشت پذیر بزرگ و فرکانس عملکرد بالا از خود نشان می دهند. این خواص منحصر به فرد، آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی را به عنوان گزینه ای مناسب در کاربردهایی همچون عملگرها، حسگرها و برداشت کننده های انرژی مطرح کرده است. این مقاله یک مدل ساختاری پدیده شناختی دو بعدی برای آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی، در چارچوب ترمودینامیک فرایندهای بازگشت ناپذیر ارائه می کند. به منظور منعکس کردن پدیده های میکروسکوپیک بر روی رفتار ماکروسکوپیک ماده، تعدادی متغیر داخلی مناسب معرفی شده است. در ضمن نیروی محرک بحرانی برای شروع بازچینی مارتنزیتی، وابسته به تنش در نظر گرفته شده است که دقت مدل در بارگذاری های چندمحوره را افزایش می دهد. معادلات سینتیکی پیش فرض شده برای کسرهای حجمی دامنه های مغناطیسی، معادلات مستقل از یکدیگر برای بردارهای یکه مغناطیس شوندگی و معرفی تابع حدی مناسب برای بازچینی واریانت های مارتنزیتی منجر به سادگی فرمول بندی مدل پیشنهادی شده اند. به منظور بررسی عملکرد مدل پیشنهادی در پیش بینی رفتار آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی چند مثال عددی حل و با داده های تجربی موجود و همچنین با مدل های ساختاری دیگر مقایسه شده است. مدل پیشنهادی با دارا بودن دقت قابل قبول در پیش بینی نتایج تجربی و همچنین سادگی روابط که منجر به کاهش هزینه های محاسباتی می گردد، برای تحلیل سازه های هوشمند بر پایه آلیاژهای حافظه دار مغناطیسی مناسب می باشد.

کلیدواژه ها:

Magnetic shape memory alloy ، Internal variable ، Two-dimensional modeling ، Magneto-mechanical loading ، Hardening function ، آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ، متغیر داخلی ، مدلسازی دوبعدی ، بارگذاری مغناطیسی-مکانیکی ، تابع سخت شوندگی