[pt] MODELAGEM DO COMPORTAMENTO TERMOMECÂNICO DAS LIGAS COM MEMÓRIA DE FORMA

[en] MODELING OF THERMOMECHANICAL BEHAVIOR OF SHAPE MEMORY ALLOYS

[pt] ALBERTO PAIVA

[pt] MODELAGEM CONSTITUTIVA

[pt] SMA - LIGAS COM MEMORIA DE FORMA

[pt] ASSIMETRIA TRACAO-COMPRESSAO

[en] CONSTITUTIVE MODELING

[en] SMA - SHAPE MEMORY ALLOY

[en] TENSION-COMPRESSION ASYMMETRY

[pt] O estudo de materiais inteligentes tem instigado várias aplicações nas mais diversas áreas do conhecimento (da área médica à industria aeroespacial). Os materiais mais utilizados em estruturas inteligentes são as ligas com memória de forma, as cerâmicas piezoelétricas, os materiais magneto-estrictivos e os fluidos eletro- reológicos. Nas últimas décadas, as ligas com memória de forma vêm recebendo atenção especial, sendo utilizadas principalmente como sensores ou atuadores. Existe uma gama de fenômenos associados a estas ligas que podem ser explorados. Visando uma análise mais precisa do comportamento destes materiais, tem se tornado cada vez maior o interesse no desenvolvimento de modelos matemáticos capazes de descrevê-los de maneira adequada, permitindo explorar todo o seu potencial. O objetivo deste trabalho é propor um modelo constitutivo unidimensional que considera quatro variantes de microconstituintes (austenita, martensita induzida por temperatura, martensita induzida por tensão trativa e martensita induzida por tensão compressiva) e diferentes propriedades para cada fase. O efeito das deformações induzidas por temperatura é incluído na formulação. O modelo contempla ainda o efeito das deformações plásticas e o acoplamento entre os fenômenos de plasticidade e transformação de fase. Além disso, são introduzidas modificações na formulação que permitem o alargamento do laço de histerese da curva tensão-deformação, fornecendo resultados mais coerentes com dados experimentais. Por fim, incorpora-se a assimetria no comportamento tração-compressão. A validação do modelo é obtida comparando os resultados numéricos obtidos através do modelo com resultados experimentais encontrados na literatura para ensaios de tração a diferentes temperaturas e para a assimetria no comportamento tração- compressão.

[en] The study of intelligent materials has instigated many applications within the various knowledge areas (from medical field to aerospace industry). The most used materials in intelligent structures are the shape memory alloys (SMA), the piezoelectric ceramics, the magnetostrictive materials and the electrorheological fluids. In the last decades, SMAs have received special attention, being mainly used as sensors or actuators. There is a number of phenomena related to these alloys that can be explored. Aiming a more precise analysis of SMA behavior, the interest on the development of mathematical models capable of describing these phenomena properly has grown, allowing to explore all their potential. The aim of this work is to propose a unidimensional constitutive model which considers four microconstituent variants (austenite, martensite induced by temperature, martensite induced by tensile loading and martensite induced by compressive loading) and different material properties for each phase. The effect of thermal strains is included in the formulation. The model considers the effect of plastic strains and the plastic-phase transformation coupling. Besides, some changes are introduced in the formulation in order to enlarge the stress-strain hysteresis loop, resulting in better agreements with experimental data. Eventually, the tensioncompression asymmetry is incorporated. The model validation is obtained through the comparison between the numerical results given by the model and experimental results found in the literature for tensile tests at different temperatures and for tension- compression asymmetry.

ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA

MARCELO AMORIM SAVI

ARTHUR MARTINS BARBOSA BRAGA

MARCELO AMORIM SAVI

PEDRO MANUEL CALAS LOPES PACHECO

THEODORO ANTOUN NETTO

FERNANDO PEREIRA DUDA

HERALDO SILVA DA COSTA MATTOS

RICARDO LEIDERMAN

2004-05-28

2004-04-20

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=4942@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=4942@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.4942