Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Kadkhodaei,Mahmoud Salimi
محمود کدخدایی الیادرانی (استاد راهنما) محمود سلیمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Somaye Jafari
سمیه جعفری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Investigation of Shape Memory Alloy Torque Tubes
SMA’s have a wide range of applications in engineering and medicine because of their special properties. For example, they have been used in aerospace, structure engineering, bio‌- mechanics and robotics. Because of the complex structure of shape memory alloys, applicable equations for common metals can not predict the behavior of these alloys. SMA torque tubes produced from these alloys have been recently used in several areas due to their special properties. One of their properties which have a major application in aerospace and machinery is recovering torque produced with restricting the thin walled shape memory torque tube and then raising temperature. This property enables producer to use these SMA tubes instead of motors for producing torsion torque. Because of the many difficulties for modeling of shape memory alloys, a three dimensional model based on “Micro Plane” theory has been used to simulate the behaviors. Simulations in this thesis include simulation of tension- torsion behavior of shape memory torque tube at a constant temperature, simulation of the recovery shear stress along limiting SMA Torque Tube and changing temperature, a constrained tube with varying temperature, and simulation of cyclic behavior at tension-torsion as well as study of Non-proportional tension-torsion loading at two states. The results show a good agreement with those obtained by other researchers. To compare these results with experimental ones, a tension-torsion device has been manufactured for tension-torsion loading in this thesis. At first, this device is tried for thin walled steel tube but, because of existence of sleep in device’s clamp, an error is shown leading to the need of more experiments. Key Words Shape Memory Alloys, SMA Torque Tube, Microplane Theory, Simulation, Experimental Results
آلیاژهای حافظه‌دار به دلیل ویژگی‌های به‌سزایشان نسبت به فلزهای معمولی، کاربرد گسترده‌ای در شاخه‌های مهندسی و پزشکی دارند. از جمله این کاربردها، استفاده درصنایع هوافضا، مهندسی سازه، بیومکانیک و رباتیک می‌باشد. خصوصیات این‌گونه آلیاژها سبب شده که معادلات حاکم بر فلزات معمولی قادر به پیش‌بینی رفتار کلی این‌گونه آلیاژها نگردد. در این راستا لوله‌های پیچشی حافظه‌دار که از این آلیاژها تهیه شده‌اند دارای خصوصیات ویژه‌ای می‌باشند. یکی از این خصیصه‌ها که کاربرد زیادی در هوافضا و خودروسازی دارد قابلیت تولید گشتاور پیچشی زیادی است که طی محدود و سپس گرم‌کردن لوله جدار نازک حافظه‌دار ایجاد می‌گردد و سازنده را قادر به‌جایگزین‌کردن این‌گونه لوله‌ها به جای موتور تولید گشتار می‌کند. با توجه به مشکلاتی که در مدل‌سازی آلیاژهای حافظه‌دار وجود دارد، در این پایان نامه برای شبیه‌سازی عددی رفتار لوله پیچشی حافظه‌دار از مدلی سه‌بعدی بر مبنای تئوری "میکرو- صفحه" استفاده شده است تا بتوان رفتار این‌گونه لوله‌ها را خصوصاً در سه‌بعد شبیه‌سازی کرد. از جمله فعالیت‌های عددی که در این پایان‌نامه صورت گرفته‌است عبارت‌است از شبیه‌سازی رفتار تنش برشی- کرنش برشی در دمای ثابت، تغییرات تنش برشی بازیافت‌شده در لوله پیچشی حافظه‌دار طی محدود و سپس گرم و سردکردن آن، شبیه‌سازی تغییرات کرنش برشی در بارگذاری ثابت نسبت به تغییرات دمایی، بررسی رفتار سیکلیک تنش- کرنش و شبیه‌سازی بارگذاری غیر تناسبی کشش- پیچش در دو مرحله. مقایسه نتایج حاصل از این مدل با نتایج دیگر محققین بیانگر صحت معادلات در پیش‌بینی رفتار لوله‌های حافظه‌دار می‌باشد. به منظور مقایسه این نتایج با نتایج آزمایشگاهی در این پایان‌نامه، دستگاهی‌ساخته شد که قادر به اعمال بارگذاری غیرتناسبی کشش- پیچش باشد. در ابتدا این دستگاه برای لوله فولادی آزمایش شد به طوری که آزمایش کشش، پیچش و بارگذاری غیرتناسبی کشش - پیچش روی لوله فولادی صورت گرفت ولی به علت وجود لغزش در فک دستگاه خطایی در نتایج مشاهده گردیدکه آزمایشات بیشتری را می‌طلبد. در انتها نیز نتایج به‌دست‌آمده از آزمایشات و پیشنهادات لازم ارائه شده است. کلمات کلیدی: آلیاژهای حافظه دار، لوله های پیچشی حافظه دار،تئوری میکرو- صفحه، شبیه سای عددی، تنش بازیافتی، نتایج آزمایشگاهی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی