内脊型TiNiFe记忆合金管接头拉脱力的三维有限元模拟

doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00493

金属学报

2012, Vol. 48

Issue (12): 1520-1524 DOI: 10.3724/SP.J.1037.2012.00493

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内脊型TiNiFe记忆合金管接头拉脱力的三维有限元模拟

张慧博,金伟,杨锐

中国科学院金属研究所, 沈阳 110016

3D FINITE ELEMENT SIMULATION OF PULL–OUT FORCE OF TiNiFe SHAPE MEMORY PIPE COUPLING WITH INNER CONVEX

ZHANG Huibo, JIN Wei, YANG Rui

Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016

引用本文:

张慧博金伟杨锐. 内脊型TiNiFe记忆合金管接头拉脱力的三维有限元模拟[J]. 金属学报, 2012, 48(12): 1520-1524.
ZHANG Huibo JIN Wei YANG Rui. 3D FINITE ELEMENT SIMULATION OF PULL–OUT FORCE OF TiNiFe SHAPE MEMORY PIPE COUPLING WITH INNER CONVEX[J]. Acta Metall Sin, 2012, 48(12): 1520-1524.

全文: PDF(1132 KB)

摘要:

建立了TiNiFe形状记忆合金管接头变形和恢复两个过程的三维本构模型, 采用有限元分析方法, 对内脊型管接头组件的应力分布和拉脱力进行模拟, 分别研究了内脊和脊高对拉脱力的影响. 模拟所用到的TiNiFe合金材料参数由实验测得. 结果表明: 内脊的引入能够提高连接组件的拉脱力, 在计算范围内, 随脊高增加拉脱力线性增大. 拉脱力实测值与模拟结果吻合较好, 数值偏差在4%以内.

关键词 ： TiNiFe, 形状记忆, 管接头, 本构方程, 有限元

Abstract：

Dimension design is a key aspect for shape memory pipe coupling, and determines the connecting strength of the connecting unit. Numerical simulation provides a theoretical basis for dimension design. In this paper, a three–dimensional constitutive model was developed to simulate the deformation and recovery process of TiNiFe shape memory pipe coupling. Finite element method is applied to simulate the stress distribution and pull–out force of the connecting units. Properties of TiNiFe alloy used in the simulation are measured from experiments. The influences of the inner convex and its height on the pull–out force are investigated. The simulated results reveal that the inner convex increases the pull–out force of the connecting units, which increases linearly with the height of the inner convex within the scope of simulations. The experimental results are in good agreement with the simulated pull–out forces with a deviation of less than 4%.

Key words： TiNiFe shape memory pipe coupling constitutive equation finite element

收稿日期: 2012-08-23

ZTFLH:

TG139.6

作者简介: 张慧博, 女, 1983年生, 博士生

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