On the behaviors of porous shape memory alloy beam with gradient porosity under pure bending

Zhang, Yanan; Liu, Bingfei; Du, Chunzhi; Zhou, Rui

doi:10.1557/jmr.2018.423

Cited by 8 publications

(4 citation statements)

References 18 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…В [22] разработали модель консольной балки из функционально-градиентного пористого сплава с памятью формы, обобщающую модель ZM для плотных SMA с высокой степенью пористости. В [23] исследовали балки из пористого градиентного SMA с разной пористостью, применив подход усреднения композита, и получили теоретическое решение для балок при чистом изгибе с использованием теории текучести фон Мизеса и идеальной упругопластической модели. В [24] с помощью определяющего уравнения, соотношений линейной кинетики фазового преобразования слоев SMA и модели Танака и Нагака получили явное решение конструкционного отклика.…”

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

Нелинейный Анализ Механического Поведения Балок Из Функционально-Градиентного Сплава С Памятью Формы

Ян¹,

Тан²,

Ван³

et al. 2022

mkm

View full text Add to dashboard Cite

С использованием теории изгиба балок и соотношений между напряжениями и деформациями для материалов из сплавов с памятью формы проанализировали нелинейное механическое поведение балок из функционально-градиентных сплавов с памятью формы, подверженных нечистому изгибу. Предположили, что объемное содержание сплава изменяется по толщине балки по закону степенной функции. Распределение напряжений в её поперечном сечении на каждой стадии фазового преобразования определили путем введения коэффициента асимметрии растяжения–сжатия. Перемещение нейтральной оси балки, кривизну поперечного сечения и изменение границы раздела фаз в осевом направлении рассчитали путем решения уравнения равновесия. Результаты показали, что влияние изменения показателя степени на асимметрию растяжения–сжатия намного больше, чем изменение коэффициента асимметрии растяжения–сжатия. Перемещение нейтральной оси и кривизна поперечного сечения нелинейно отрицательно связаны с показателем степени. С увеличением показателя степени граница фазового преобразования смещалась ближе к срединному сечению. Перемещение нейтральной оси того же поперечного сечения нелинейно положительно связано с коэффициентом асимметрии растяжения–сжатия, а кривизна – нелинейно отрицательно. Фазовая граница на сжатой стороне балки смещалась ближе к срединному сечению по мере увеличения коэффициента асимметрии растяжения– сжатия. Результаты расчетов могут быть использованы в качестве ориентира при разработке и применении таких материалов.

show abstract

Section: Introductionunclassified

“…Распределения напряжения σ σ / ts по координате y h / в балке FG-SMA, рассчитанные в[23] (---) и настоящей работе (--).…”

unclassified

Нелинейный Анализ Механического Поведения Балок Из Функционально-Градиентного Сплава С Памятью Формы

Ян¹,

Тан²,

Ван³

et al. 2022

mkm

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The authors reported that increasing the porosity coefficient leads to a risen deflection and slope of the beam. Zhang et al (2019) proposed a theory for FG porous SMA beam under a pure bending. The authors found that after the phase transformation, the different part of the SMA with different porosity shows different strength characters.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Development of a torsional theory for radially functionally graded porous shape memory alloy circular bars

Việt

Zaki

2021

Journal of Intelligent Material Systems and Structures

View full text Add to dashboard Cite

This work develops a novel torsional theory for a radially functionally graded (FG) porous shape memory alloy (SMA) circular bar. Prior to the theoretical development, the effective three-dimensional (3D) phenomenological constitutive model for SMAs with high porosity is proposed. To help derive successfully the theory, the pure shear-driven material parameters in the effective model are expressed in the cubic polynomial. Subsequently, the torsional theory for radially FG porous SMA circular bar is derived considering the evolution of effective phase evolution in the bar. This phase evolution consideration guarantees the accuracy of the developed theory. Indeed, the soundness of effective constitutive model is confirmed by 3D finite element method (FEM) simulation of porous SMA structure in Abaqus using the well-established ZM’s model for dense SMAs. Specifically, the simulating results in terms of the shear stress-shear strain response obtained from two prediction methods considering a variation of SMA volume fraction and temperature are in good agreement. Furthermore, accuracy of torsional theory is validated by 3D FEM simulation using the 3D effective constitutive model with a good agreement observed. It is found that the superelasticity of the bar can be enhanced by increasing the gradient index and decreasing the temperature and wall thickness.

show abstract

“…They studied a bi-layer and tri-layer SMA beam and showed that a composite SMA beam can exhibit both superelasticity (SE) and SME simultaneously. Zhang et al (2019) advanced an analytical solution for the behavior of PSMA beam with gradient porosity. They accounted for the asymmetric effect; however, they did not use a phenomenological model, which is more accurate and precise.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Asymmetric bending response of shape memory alloy beam with functionally graded porosity

Fahimi

Hajarian

Eskandari

et al. 2020

Journal of Intelligent Material Systems and Structures

View full text Add to dashboard Cite

In this study, an innovative semi-analytical model is presented to simulate the bending behavior of a shape memory alloy porous beam throughout loading and unloading cycles. The basis of the proposed method is the improved Brinson model which can capture the asymmetry behaviors of shape memory alloys in tension and compression. The comparison of the semi-analytical solution with two-dimensional finite element analysis results for both symmetric and asymmetric models of a homogeneous shape memory alloy beam is presented for model validation. Afterward, bending analysis of shape memory alloy beams with uniform porosity and functionally grading porosity is studied. For this purpose, first, the bending analysis of a shape memory alloy beam with uniform porosity is investigated to show the effects of porosity coefficient on the free tip deflection and slope. Then, the bending analysis of a shape memory alloy beam with functionally grading porosity is simulated. Reported findings with respect to symmetric and asymmetric models indicate that raising the porosity coefficient brings about an increase in deflection and slope. Also, it highlights the significant difference between the results of the asymmetric and symmetric models. The proposed semi-analytical solution can be utilized as an efficient tool for studying the effects of changing any of the porosity coefficient, the geometry, and material of shape memory alloy beams.

show abstract

On the behaviors of porous shape memory alloy beam with gradient porosity under pure bending

Abstract: Abstract

Cited by 8 publications

References 18 publications

Нелинейный Анализ Механического Поведения Балок Из Функционально-Градиентного Сплава С Памятью Формы

Нелинейный Анализ Механического Поведения Балок Из Функционально-Градиентного Сплава С Памятью Формы

Development of a torsional theory for radially functionally graded porous shape memory alloy circular bars

Asymmetric bending response of shape memory alloy beam with functionally graded porosity

Contact Info

Product

Resources

About