Energia powierzchniowa, dyssypacja i efekty skali w modelowaniu mikrostruktur martenytycznych
Wariant tytułu
Interfacial energy, dissipation and size effects in modelling of martensitic microstructures
Autor
Petryk, Henryk
Stupkiewicz, Stanisław
Opublikowane w
Czasopismo Techniczne. Mechanika
Numeracja
R. 107, Z. 20, 4-M
Data wydania
2010
Miejsce wydania
Kraków
Wydawca
Wydawnictwo PK
Język
polski
Abstrakt
W niniejszym artykule przedstawiono energetyczne podejście do wieloskalowego modelowania ewolucji mikrostruktur martenzytycznych w stopach z pamięcią kształtu. Energia swobodna Helmholtza i energia dyssypowana w układzie reprezentowane są przez sumy członów odpowiadających energii objętościowej oraz energii powierzchniowej na granicach mikro-strukturalnych pomiędzy poszczególnymi wariantami martenzytu, fazami lub ziarnami. Ewolucja mikrostruktury jest wyznaczana drogą przyrostowej minimalizacji całkowitej energii dostarczanej do rozpatrywanego układu w procesie makroskopowo quasi-statycznym i izotermicznym. Ogólną procedurę zastosowano do numerycznych symulacji powstawania i ewolucji warstwowych struktur martenzytycznych indukowanych naprężeniowo w stopach z pamięcią kształtu. W energii powierzchniowej uwzględniono energię mikroodkształceń sprężystych w otoczeniu granic mikrostrukturalnych, wyznaczoną przy użyciu metody elementów skończonych. Policzone przykłady opisują ewolucję mikrostruktury martenzytycznej w formie laminatu trzeciego rzędu w stopie CuAlNi dla przemiany 1 1 β→γ′ oraz
jej zależność od sposobu uwzględnienia dyssypacji energii powierzchniowej.
The energy approach to multiscale modelling of evolution of martensitic microstructures in shape memory alloys (SMA) is presented. Both the Helmholtz free energy and the energy dissipated in the system comprise the usual bulk energy contributions as well as the interfacial energy terms corresponding to different scales, namely martensite-martensite, austenite-martensite and grain boundaries. Microstructure evolution is determined by incremental minimization of the energy supplied to the system in a macroscopically quasi-static and isothermal process. As an application of the general approach, the formation and evolution of stress-induced laminated microstructures in SMA has been studied. The interfacial energy of elastic micro-strains at microstructured interfaces has been estimated using the finite element method. Evolution of a rank-three laminated microstructure in a C uAlNi alloy undergoing the 1 1 β→γ′ transformation has been determined, the effect of size-dependent dissipation related to the release of interfacial energy.
Wydział
Zbiory cyfrowe BPK
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla wszystkich
Na stronie wykorzystywane są pliki cookie, bądź podobne rozwiązania. Aby poznać szczegóły zapoznaj się z polityką prywatności.
