Проблеми моделювання елементів з пам'яттю форми озброєння військової техніки

Андрій Шандрівський; Сергій Королько; Василь Смичок

doi:10.33577/2312-4458.29.2023.37-43

Автор(и)

Андрій Шандрівський Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного,Hetman Petro Sahaidachnyi National Army Academy, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2370-4647
Сергій Королько Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного,Hetman Petro Sahaidachnyi National Army Academy, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3683-1506
Василь Смичок Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного,Hetman Petro Sahaidachnyi National Army Academy, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-8713-4738

DOI:

https://doi.org/10.33577/2312-4458.29.2023.37-43

Ключові слова:

характеристичні температури фазового переходу, сплави з пам'яттю форми, синтезна теорія незворотної деформації, фазова деформація, ефективна температура

Анотація

Матеріали з ефектом пам'яті форми використовується в різних областях, включаючи військову техніку, для створення засобів з автономними або вдосконаленими властивостями. Особливо він може бути корисним у елементах конструкцій, які здатні до самовідновлення після деформацій або пошкоджень в результаті вибуху, ударів чи інших навантажень, що виникають при проведенні військових операцій. Сплави з пам'яттю форми (СПФ) − це матеріали, які мають здатність запам'ятовувати та відновлювати накопичену деформацію за певних умов. Це робить їх особливо корисними при проєктуванні та створенні частин різноманітних пристроїв.

В статті розглянуто питання врахування зміщення характеристичних температур під впливом зовнішнього навантаження сплавів з пам'яттю форми (СПФ) в термінах синтезної теорії незворотної деформації та запропоновано нелінійну формулу для знаходження характеристичних температур металів з пам'яттю під час навантаження. Отримане співвідношення використане для знаходження частки нової фази і для швидкості утворення нової фази як функції від величини зовнішнього навантаження, швидкості навантаження, абсолютної температури, швидкості зміни температури і характеристичних температур в термінах ефективної температури. Отримані співвідношення плануються застосувати до розрахунку складного температурно-силового впливу на рухомі елементи маніпуляторів, актуаторів і сенсорів, які виготовлені із СПФ і мають застосування в озброєнні військової техніки.

Посилання

Ortin J., Planes A. Thermodynamics of thermoelastic martensitic transformations. Acta Metall, 1989. 37. N5. pp. 1433-1441. URL: https://www.sciencedirect.com/science/ article/abs/pii/0001616089901752 DOI: 10.13140/RG.2.1.4683.7847 (дата звернення 27.09.2023).

Deng Y., Ansell G.S. Investigation of thermoelastic martensitic transformation in a Cu-Zn-Al alloy. Acta Metall, 1990. 38. N1. pp. 69-76. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0956715190901354 DOI: 10.1016/0956-7151(90)90135-4 [(дата звернення 27.09.2023).

Deng Y., Ansell G.S. Boundary friction for thermoelastic martensitic transformation. Acta Metall, 1991. 39. N8. 1995-1999. URL: https://www.sciencedirect.com/ science/article/abs/pii/095671519190168Z DOI: https://doi.org/10.1016/0956-7151(91)90168-Z (дата звернення 27.09.2023).

Koval Yu.N., Likhachev A.A. On the alternative possibilities of LGD-Theory application for description of martensitic transformation. Proc. of the "ICOMAT`86", Japan Inst. of Metals, Tokio, 1986. pp. 61-66. URL: https://www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/174157606.pdf (дата звернення 27.09.2023).

Шандрівський А. Вплив зовнішнього навантаження на характеристичні температури матеріалу з пам'яттю форми. Збірник НУ"ЛП", 2002, С.120-121. URL: https://ena.lpnu.ua:8443/server/api/core/bitstreams/ c0008466-b670-47f8-9429-403de663e15e/content (дата звернення 27.09.2023).

K. Otsuka and K. Shimizu. Pseudoelasticity and shape memory effects in alloys. International Metals Reviews, 1986. № 31(1). рр. 93–114, ISSN 0308-4590. doi: 10.1179/imtr.1986.31.1.93. URL: http://www.maneyonline.com/doi/abs/10.1179/imtr.1986.31.1.93. (дата звернення 27.09.2023).

T. W. Duerig and K. Bhattacharya. The measurement and interpretation of transformation temperatures in nitinol. ASM International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies, SMST 2017, 2017-May(4): 204–205, 2017. ISSN 2199-3858. Doi: 10.1007/s40830-017-0133-0. (дата звернення 27.09.2023).

Y. Liu, A. Mahmud, F. Kursawe, and T. Nam. Effect of pseudoelastic cycling on the Clausius – Clapeyron relation for stress-induced martensitic transformation in NiTi. Journal of Alloys and Compounds, 2008. № 449. рр. 82–87. Doi: 10.1016/j.jallcom.2006.02.080. (дата звернення 27.09.2023).

Y. Liu and H. Yang. Strain dependence of the Clausius–Clapeyron relation for thermoelastic martensitic transformations in NiTi. Smart Materials and Structures, 16 (1): S22–S27, 2007. ISSN 0964-1726. Doi: 10.1088/0964-1726/16/1/S03. URL http://stacks.iop.org/0964-1726/16/i=1/a=S03. (дата звернення 27.09.2023).

High-temperature shape memory alloys based on the Cu-Al-Ni system: design and thermomechanical characterization. Journal of Materials Research and Technology, 2020. № 9 (5). рр. 9972–9984. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S2238785420315003 DOI: 10.1016/j.jmrt.2020.07.002 (дата звернення 27.09.2023).

Русинко А.К. Аналітична залежність швидкості усталеної повзучості металів від попередньої пластичної деформації. Проблемы прочности, 2000. № 2. С. 91-102.

Русинко К.М., Шандрівський А.Г. Фазова деформація наводнених полікристалічних тіл. Проблемы прочности, 1999. № 1. С. 53-59.