بررسی رفتار مکانیکی و خواص میرایی آلیاژ حافظه دار نیکل-تیتانیوم تحت بارگذاری چرخه ای کششی-فشاری

هر آلیاژ حافظه دار نیکل تیتانیوم (نیتینول) به واسطه خواصی همچون قابلیت حفظ شکل، خاصیت ابرالاستیک، مقاومت بالا در برابر خوردگی و عملکرد مکانیکی، برجسته کاربردهای گسترده ای در حوزههای مختلف مهندسی به ویژه مهندسی عمران و سازه دارد. پژوهش حاضر به بررسی رفتار مکانیکی و خواص میرایی نیتینول تحت بارگذاری چرخهای کششی فشاری با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی می پردازد. در این مطالعه پارامترهای مهمی شامل مدول الاستیسیته، تنش تسلیم، چگالی انرژی هیسترزیس، ضریب میرایی، تنش پسماند و کرنش پسماند تحلیل شده اند. مقایسه نتایج شبیه سازی با دادههای آزمایشگاهی موجود صحت یافته های این تحقیق را تایید مینماید. نتایج نشان میدهد که طی چرخه های متوالی بارگذاری، انرژی جذب شده به تدریج کاهش مییابد که میتواند به دلیل خستگی مکانیکی ماده و اشباع مکانیزمهای اتلاف انرژی باشد. با افزایش دامنه کرنش در چرخه های بارگذاری، خاصیت میرایی در هر چرخه افزایش یافته که به دلیل تشدید تغییرات ساختاری و افزایش تراکم نابجایی ها در کرنشهای بزرگتر است. همچنین افزایش تعداد چرخه های بارگذاری منجر به افزایش تدریجی مدول الاستیسیته شده که می توان آن را به بازآرایی ساختار بلوری و کاهش تنشهای داخلی نسبت داد. با این حال در دامنه های کرنش بزرگتر، اثر چرخه های اضافی بر بهبود مدول الاستیسیته محدود است، زیرا در این شرایط تغییر شکلهای پلاستیک غالب شده و بازآرایی موثر ساختار دشوار می شود.

کلیدواژه ها:

آلیاژ حافظه دار نیکل تیتانیوم ، خواص مکانیکی ، رفتار میرایی ، شبیه سازی دینامیک مولکولی ، بارگذاری چرخه ای