NITI記憶合金
關注創建者：微信公眾號iCAE 創建時間：2020-10-30
NITI記憶合金的視頻教程
基于abaqus的形狀記憶合金力學性能的有限元分析
使用ABAQUS程序對NiTi絲進行模擬，使用FEA程序自帶的Super Elasticity本構，單元類型采用T3D2單元，形狀記憶合金NiTi絲由西安賽特有限公司生產，直徑1mm，Ni含量為55.8%，試件長度200mm，標距100mm。
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Workbench形狀記憶合金案例和視頻
采用workbench做記憶合金梁結構的分析，附件包含視頻文件和案例源文件。主要介紹內容如下： 記憶合金材料屬性 材料參數輸入介紹（發生塑性變形） 網格劃分 約束和載荷添加 后處理，結構恢復原狀
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Abaqus材料模型-形狀記憶合金彈性本構
一、視頻內容介紹 二、形狀記憶合金彈性本構理論 三、ABAQUS中形狀記憶合金彈性本構參數標定方法 四、形狀記憶合金仿真案例
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NITI記憶合金的實例教程
SMA絲的實驗參數參考華南理工大學凌育洪博士的學位論文中的相關章節
SMA本構使用abaqus內置的Auricchio 模型超彈性本構（2017之前版本需用特殊材料名調用；2017后版本直接在材料屬性模塊定義）
形狀記憶合金NiTi絲由西安賽特有限公司生產，直徑1mm，Ni含量為55.8%，試件長度200mm，標距100mm。DSC（Differential Scanning Calorimeter）測得該批NiTi絲的相變溫度分別為：Mf =-40.8℃，Ms =5.3℃，As=-26.8℃，Af =12℃，其中Ms和Mf 和分別為馬氏體開始溫度和結束溫度；As和Af 和分別為馬氏體開始溫度和結束溫度。材性實驗在華南理工大學力學實驗室的INSTRON5567萬能電子試驗機上進行，實驗時環境溫度為25℃，高于奧氏體結束溫度，故該NiTi絲在該實驗溫度下具有超彈性。
展開 形狀記憶合金在B2結構的奧氏體(A)和B19'馬氏體(M)之間發生熱彈性轉變，產生形狀記憶和超彈性效應，這種特性在實際應用中得到廣泛應用。
形狀記憶合金（SMAs）具有優異的超彈性、形狀記憶效應和良好的生物相容性等獨特性能，廣泛應用于航空航天、醫療和手術器械。
形狀記憶合金專欄
（點擊題目查看原文）
NiTi基形狀記憶合金彈熱效應及其應用研究進展
朱雪潔, 鐘詩江, 楊曉霞, 張學習, 錢明芳, 耿林
2021, 49 (3): 1-13.
DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000780
摘要：
NiTi合金作為性能最優異的形狀記憶合金之一，已經廣泛應用于航空航天、電子、建筑、生物醫學等領域。近年來，NiTi基合金極佳的力學性能、巨大的彈熱效應和良好的機械加工性使其在彈熱制冷領域引起了廣泛關注。然而，傳統NiTi二元合金超彈性應力滯后大，超彈性和彈熱效應循環穩定性差，達不到實際應用所需的長期服役要求。本文介紹了NiTi基合金的彈熱效應研究進展，從摻雜合金元素、熱機械處理、改變制備方法等角度綜述了近幾年NiTi基合金彈熱效應改進優化的研究進展，同時本文也簡要介紹了已經開發的基于NiTi基合金的彈熱裝置或原型機。但是目前NiTi基合金彈熱材料的研究和原型機的開發仍處于實驗階段，實現其商業化應用需要進一步深入研究和優化，未來前者研究重點將集中在材料小型化、合金化或特殊處理及改變循環方式等方面，后者也將從提高熱量傳輸效率、加強熱量交換、減小摩擦等損耗、改進機械負載和循環模式等方面不斷優化和完善。
展開 形狀記憶合金專欄
（點擊題目查看原文）
NiTi基形狀記憶合金彈熱效應及其應用研究進展
朱雪潔, 鐘詩江, 楊曉霞, 張學習, 錢明芳, 耿林
2021, 49 (3): 1-13.
DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000780
摘要：
NiTi合金作為性能最優異的形狀記憶合金之一，已經廣泛應用于航空航天、電子、建筑、生物醫學等領域。近年來，NiTi基合金極佳的力學性能、巨大的彈熱效應和良好的機械加工性使其在彈熱制冷領域引起了廣泛關注。然而，傳統NiTi二元合金超彈性應力滯后大，超彈性和彈熱效應循環穩定性差，達不到實際應用所需的長期服役要求。本文介紹了NiTi基合金的彈熱效應研究進展，從摻雜合金元素、熱機械處理、改變制備方法等角度綜述了近幾年NiTi基合金彈熱效應改進優化的研究進展，同時本文也簡要介紹了已經開發的基于NiTi基合金的彈熱裝置或原型機。但是目前NiTi基合金彈熱材料的研究和原型機的開發仍處于實驗階段，實現其商業化應用需要進一步深入研究和優化，未來前者研究重點將集中在材料小型化、合金化或特殊處理及改變循環方式等方面，后者也將從提高熱量傳輸效率、加強熱量交換、減小摩擦等損耗、改進機械負載和循環模式等方面不斷優化和完善。
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形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
1、 引言
形狀記憶合金（SMA）因具有形狀記憶效應和超彈性等獨特力學行為，在航空航天、生物醫學、智能結構等領域應用廣泛。然而，其力學響應涉及奧氏體 - 馬氏體相變的復雜耦合，傳統商用有限元軟件的內置材料模型難以精準描述。
本文提出的 UMAT 子程序（用戶自定義材料子程序）可有效模擬 SMA 的力學行為，核心優勢包括：
1) 支持自定義材料屬性，靈活適配不同類型 SMA（如 NiTi
我用comsol進行sma彈簧仿真，固定彈簧一端邊界，另一端邊界給了一個力載荷，拉伸彈簧發生了不正確的彈簧變形，不知道問題在哪里，老師們可否解答一二。
并且我發現他的形狀記憶合金只涉及奧氏體和馬氏體，并沒有對馬氏體進行孿晶馬氏體和去孿晶馬氏體的區分，這樣的話在仿真形狀記憶效應的時候初始狀態和結束狀態馬氏體體積分數為0，但是其實并不是這樣，請問會不會有問題。
sma_spring_bili_q.mph
文章doi：10.1016/j.mechmat.2021.103830
推薦理由：文章采用晶體塑性有限元模擬，揭示了NiTi形狀記憶合金（SMA）在400℃罐裝壓縮下的塑性變形機制，將統計存儲位錯（SSD）和幾何必要位錯（GND）密度納入應變梯度的晶體塑性本構模型。在CPFE模擬的基礎上，獲得了織構演化、應力應變場、SSD和GND密度。
該示例問題提出了兩種形狀記憶合金（SMA）模擬：脊柱間隔植入物和彈簧致動器。
突出顯示了以下特性和功能：
• 使用馬氏體和奧氏體（鎳鈦化合物）的SMA材料模型
• 熱載荷下的SMA行為
介紹
形狀記憶合金（SMA）是一種材料，在經受機械加載/卸載循環之后，能夠經受大變形而不顯示殘余應變（偽彈性），或者能夠通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應
形狀記憶合金（SMAs）具有優異的超彈性、形狀記憶效應和良好的生物相容性等獨特性能，廣泛應用于航空航天、醫療和手術器械。
形狀記憶合金在B2結構的奧氏體(A)和B19'馬氏體(M)之間發生熱彈性轉變，產生形狀記憶和超彈性效應，這種特性在實際應用中得到廣泛應用。
形狀記憶合金(SMAs)對熱機械刺激具有特征變形響應，熱機械刺激源于高溫、位移、固體到固體轉變等(高溫高階相稱為奧氏體，低溫低階相稱為馬氏體)。重復的循環相變導致位錯逐漸增多，因此未轉化的區域會降低SMA的功能性(稱為功能疲勞)并產生微裂紋，在數量足夠多后最終導致物理失效。顯然，要了解這些合金的疲勞壽命行為、解決昂貴的部件報廢問題以及縮減材料開發和產品設計周期，均會產生巨大的經濟壓力。 熱機械疲勞
