形状记忆合金超弹性缆索力学行为的有限单元法

作     者：康泽天 王志勇 周博 薛世峰 KANG Zetian;WANG Zhiyong;ZHOU Bo;XUE Shifeng

作者机构：中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580 

基　　金：国家科技重大专项(2017ZX05009-003) 国家重点研发计划(2017YFC0307604) 中央高校基本科研业务费专项(16CX02002A) 山东省中青年科学家科研奖励基金(ZR2016EEB34)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第14期

页      码：65-72页

摘      要：由于涉及材料和接触双重非线性问题,很难建立描述形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)超弹性缆索力学行为的理论模型,为了克服试验成本高和易受环境因素影响的缺点,基于形状记忆因子概念和SMA本构模型,推导了适于有限单元法的增量型SMA本构模型。利用ABAQUS二次开发功能,考虑相变过程中SMA弹性模量的变化,编写了SMA用户材料子程序,实现了SMA超弹性缆索力学行为的有限元单元法。利用建立的有限单元法对SMA超弹性缆索的相变和力学行为进行数值模拟,并将数值结果与文献中试验结果进行了对比验证,在此基础上,分析了SMA超弹性缆索外线股螺距对缆索整体力学行为的影响。计算结果及其与试验结果的对比表明,提出的有限单元法能有效描述和预测SMA超弹性缆索在拉伸过程中的相变和力学行为,SMA超弹性缆索外线股轴线螺距对缆索整体相变和力学行为有明显影响,研究工作可为SMA超弹性缆索设计及工程应用提供计算方法与技术指导。

主 题 词：形状记忆合金 超弹性缆索 有限单元法 ABAQUS 用户材料子程序 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0801[工学-力学类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2020.14.065

馆 藏 号：203957751...