CuAlNi馬氏體相變波場數(shù)值模擬.pdf

1、隨著特種合金的興起,形狀記憶合金的工程應(yīng)用漸漸增加,多見于航空航天型材、精密醫(yī)療儀器、工業(yè)機器人等領(lǐng)域。其中,CuAlNi合金因其廉價與制備難度小等重要優(yōu)勢,成為諸多形狀記憶合金中的明星。其形狀記憶原理則是建立在具備可逆性的馬氏體相變基礎(chǔ)之上的,除此以外,馬氏體相變因獨有其他特性,還廣泛運用于材料強化韌化、變形控制等工業(yè)領(lǐng)域。
　　然而馬氏體相變機理尚不明確,這樣的理論缺陷,大大阻礙了其進(jìn)一步工程運用,制約了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。因此,

2、針對馬氏體相變機理的研究工作,將能夠為突破這一理論障礙提供極大的幫助,不僅能夠填補學(xué)術(shù)領(lǐng)域的空白,更具有廣闊的工程應(yīng)用前景。
　　本文針對形狀記憶合金CuAiNi的馬氏體相變的機理做出了探索性的工作。為了能夠突破分子動力學(xué)模擬的尺度限制,而在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行規(guī)模較大的相變機理研究,以獲得相變進(jìn)程的全面信息。首先,文中通過對有關(guān)波場與馬氏體的研究工作進(jìn)行總結(jié)與歸納,確立了馬氏體相變過程中,相變波與微結(jié)構(gòu)的是通過交互激勵的形式作用于彼此

3、,進(jìn)而推動相變的發(fā)展;之后,以相變波場為研究對象,運用波場分析的思路,建立了應(yīng)力-速度交錯網(wǎng)格有限差分算法;然后,基于他人對相變能壘的研究工作,討論了通過分子動力學(xué)模擬得到的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,簡化了用于數(shù)值模擬的本構(gòu)方程使之著重考慮剪切變形的影響,同時確定了甄別相變發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn);最后,用上述有限差分算法與本構(gòu)關(guān)系形成的算法程序?qū)︸R氏體相變區(qū)域的波場變化進(jìn)行了數(shù)值模擬與討論。
　　在研究過程中,解決了本構(gòu)不穩(wěn)定、各向異性與時變區(qū)域帶來的主