استخراج تجربی خواص شبه‏الاستیک سیم آلیاژی حافظه‏دار نایتینول غنی از نیکل

کنترل ارتعاشات سازه‏های مهندسی و کاهش اثرات ناخوشایند حاصل از آن شامل خستگی پر چرخه، شکست سازه، نویز و ... همواره یکی از موضوعات موردبررسی پژوهش پژوهش‏گران بوده است. همچنین کاهش وزن سازه‏های یکی از دغدغه‏های اصلی صاحبان صنایع به شمار رفته که خود می‏تواند افزایش حرکات ارتعاشی را به همراه داشته باشد. در این میان هدر دادن انرژی ناشی از هیسترزیس بالا در سیم‏های آلیاژی حافظه‏دار که همراه سازه ارتعاش می‏کنند، راه‌حل بالقوه‏ای برای کنترل ارتعاشات به شمار می‏رود. به‌نحوی‌که در کنار کاهش ارتعاشات سازه، وزن بسیار کمتری در مقایسه با دیگر میراگرها نظیر مواد ویسکوالاستیک به سازه تحمیل می‏شود. در این مقاله و به‌منظور تعیین پارامترهای موردنیاز برای مدل‏سازی رفتار شبه الاستیک آلیاژهای حافظه‏دار، به ارائه‏ی آزمایش‌های صورت گرفته بر روی یک نایتینول غنی از نیکل پرداخته‌شده است. بررسی‏های صورت گرفته شامل آزمایش کالری‏سنجی و آزمایش‏های کشش در دماهای مختلف است. بعلاوه، پدیده‏هایی چون رفتار شبه‏الاستیک، رفتار شبه‏پلاستیک، بازیابی کرنش و تبدیل واریانت‏های مارتنزیتی به‌صورت تجربی موردمطالعه قرارگرفته‌اند. همچنین در انتهای مقاله و با انجام شبیه‌سازی عددی، پاسخ یک سیم آلیاژی نایتینول با در نظر گرفتن خواص شبه‌الاستیک آن ارائه‌شده است.

experimental investigation of pseudo-elastic properties of a ni-rich nitinol shape memory alloy

vibration control of engineering structures and reducing its unpleasant effects such as high cycle fatigue (hcf), structural failure, noise and etc., has been a very active subject of research. although reducing weight of structures can be counted as a positive achievement, it may lead to increase in vibratory motions. energy dissipation due to high amount of hysteresis in shape memory alloy (sma) wires which is vibrating together with the structure, is a potential solution in vibration control field. in this regard, reducing vibration amplitude is obtained along with relatively low increase in weight of structure respect to other dampening methods like viscoelastic materials. in this paper, carried out experimental tests on ni-rich nitinol samples are presented and required parameters for simulation of the pseudo-elastic behavior are extracted. these tests involve calorimetry and various tensile tests using environmental chamber. pseudo-elasticity, pseudo-plasticity, strain recovery and de-twinning phenomena are perceived experimentally. also, response of a nitinol wire by considering its pseudo-elastic behavior is presented numerically.