Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmoud Farzin,Mahmoud Salimi,Mojtaba Mahzoun
محمود فرزین (استاد مشاور) محمود سلیمی (استاد راهنما) مجتبی محزون (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mahmoud Kadkhodaei Elyaderani
محمود کدخدائی الیادرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1381

TITLE

Termomechanical Modeling of Shape Memory Alloys
Shape Memory Alloys (SMA’s) are used in a wide range of engineering and medical applications such as biomechanics, robotics, aerospace, and civil engineering due to particular characteristics of such metals. Exceptional behaviors of such materials are not predictable by the conventional models, and the theoretical and experimental investigation on modeling of shape memory alloys are consequently in progress. In order to enhance the existing approaches to the modeling of SMA’s, in this thesis the constitutive equations for such kind of materials are investigated. A three dimensional model based on “microplane” theory is proposed and further developed, to simulate the real behaviors of shape memory alloys under nonproportional multiaxial loading paths. Results obtained from the model show considerable advantages of the proposed model over the existing ones especially in case of nonproportional loadings. A fully coupled thermomechanical model for SMA wires is then developed in order to take the effects of strain rate into account. The model is formulated within a continuum framework, in which the heat transfer from an SMA wire to the surrounding medium is more accurately than the existing models taken into consideration. The comparison of the results from the present model and those of the other theoretical and experimental date shows that the present model is able to predict the SMA behaviors at different conditions more accurately, and is more efficient than the existing approaches especially in case of cyclic loadings.
آلیاژهای حافظه دار به دلیل دارا بودن ویژگی هایی متفاوت از فلزات معمولی کاربرد وسیعی در اغلب شاخه های مهندسی و پزشکی از جمله بیومکانیک، رباتیک، هوا فضا و مهندسی سازه دارند. خواص استثنایی این گونه مواد سبب گردیده مدل های حاکم بر فلزات معمولی قادر به پیش بینی تمامی رفتارهای آنها نبوده لذا مطالعات تئوریک و آزمایشگاهی در زمینه مدل سازی آلیاژهای حافظه دار همچنان ادامه دارد. از این رو در این پایان نامه، به منظور ارائه راهکارهایی در جهت رفع مشکلات موجود در مدل سازی ساختاری آلیاژهای حافظه دار، معادلات متشکله مناسب برای این گونه مواد استخراج شده است. این کار با ارائه دو مدل صورت گرفته است. مدل اول متمرکز بر ارائه روابط ساختاری سه بعدی بر مبنای تئوری "میکرو- صفحه" به منظور امکان شبیه سازی رفتار آلیاژهای حافظه دار تحت بارگذار های چند محوره غیرتناسبی می باشد. بدین منظور ابتدا اصلاحاتی بر تئوری نامبرده اعمال شده و سپس تئوری اصلاح شده در تدوین معادلات ساختاری مواد حافظه دار به کارگرفته شده است. ارزیابی نتایج حاصل از مدل ارائه شده در این پایان نامه نشان می دهد مدل حاضر با مزایای قابل توجهی نسبت به مدل های موجود قادر به پیش بینی رفتارهای واقعی آلیاژهای حافظه دار تحت بارگذاری های غیر تناسبی می باشد. مدل دوم این پایان نامه متمرکز بر ارائه معادلات متشکله ترمومکانیکی کاملاً وابسته برای سیم های حافظه دار به منظور امکان بررسی اثر نرخ کرنش بر رفتار این گونه مواد می باشد. این مدل به طور کامل در چارچوب مکانیک محیط های پیوسته فرموله شده و انتقال حرارت بین سیم و محیط اطراف را دقیق تر از مدل های موجود لحاظ می کند. مقایسه نتایج حاصل از این مدل با یافته های آزمایشگاهی و نتایج دیگر مدل ها نشان می دهد مدل حاضر قادر به شبیه سازی دقیق رفتار سیم های حافظه دار تحت شرایط مختلف بوده و به ویژه در بارگذاری های سیکلیک کارآمدتر از سایر مدل ها می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی