Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigation of Resilience of Eccentrically Braced Frames Equipped with Shape Memory Alloys

Pirmoghan Hamid, Khoshravi Hossein, Sadeghi Abbasali, Pouraminian Majid, Noroozinejad Farsangi Ehsan

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2022

|

Vol. 32, no. 1

176--190

EN

Nowadays, the use of smart materials in structures is a major concern to structural engineers. The act of benefiting from numerous advantages of these materials is the main objective of researches and studies focused on seismic and structural engineering. In the present study, in addition to the development of finite element models of several steel frames using ABAQUS software, the effect of shape memory alloys (SMAs) on superelastic behavior and the various types of eccentric braces will be checked. Moreover, it was observed that the use of SMAs within various types of bracing systems of steel frames leads to a decrease in the reduction factor of the frames. Also, the eccentric bracing in which SMAs are utilized in the middle of bracing led to the highest effect on reduction of lateral drift of the frames and decrease of reduction factor. The obtained results indicated that the application of smart materials led to increasing of strain energy and base shear of the first plastic hinge, which is followed by a decrease in the reduction factor of the frame.

2

Characterization of low-temperature nitrided NiTi shape memory alloy

Lelątko Józef, Lekston Zdzisław, Tarnowski Michał, Chrobak Dariusz, Łosiewicz Bożena, Goryczka Tomasz, Wierzchoń Tadeusz

Inżynieria Materiałowa

|

2019

|

Vol. 40, nr 3

74--81

EN

The paper presents the results obtained from studies on the influence of the low temperature glow discharge nitriding process on the structure, kinetics of martensitic transformation, one-way shape memory effect, superelasticity effect, mechanical properties, and corrosion resistance of the NiTi alloy. The changes observed in a structure after nitriding process do not affect negatively the shape memory effect. Moreover, applied surface modification increased hardness and frictional coefficient of the NiTi.

PL

Stopy NiTi ze względu na zdolność pamięci kształtu, dobre właściwości wytrzymałościowe oraz odporność korozyjną są coraz częściej stosowane w przemyśle samochodowym, lotniczym, kosmicznym oraz w mikromechanice, robotyce, a także w zastosowaniach medycznych. Jednakże w niektórych aplikacjach stopy te wymagają zwiększenia twardości i odporności na zużycie przez tarcie. W pracy przedstawiono możliwość polepszenia tych parametrów przez wytworzenie w niskotemperaturowej plazmie na powierzchni stopu NiTi azotowanej, dyfuzyjnej warstwy powierzchniowej, w takich warunkach technologicznych procesu azotowania, by nie wpłynąć negatywnie na pozostałe właściwości użytkowe stopu NiTi, w szczególności zdolność pamięci kształtu i właściwości mechaniczne.

3

Shape memory alloys and offering superelastic property opportunity in reinforced concrete structures

Hosseini M., Beiranvand P., Dehestani A., Dehestani K.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2017

|

Vol. 85, nr 1

5--13

EN

Purpose: The effect of shape memory and super-elastic property are two exclusive features in shape memory alloys. To exploit the properties of shape memory effect, alloy needs to be heated, but super-elastic property in these alloys will be proposed automatically in case suitable conditions. Design/methodology/approach: In this study, with simulating short-square reinforced concrete column experimental model in software ANSYS and in multi-level and increasing process, longitudinal armatures with shape memory alloy material will replace steel armatures with super-elastic behavior will be investigated with making shape memory alloy kind as variable (copper and nickel-based alloys), the opportunity of super-elastic property emergence in these alloys and with playing the role of longitudinal armature in reinforced concrete column. Findings: It can generally be said that memory alloy will achieve to goal that its created stresses will be located among stress of beginning direct phase and stress of finishing direct phase and whatever these stresses are closer to finishing direct phase, alloy will have more efficiency to propose its super-elastic property. Research limitations/implications: In case of using shape memory alloys as longitudinal armatures in reinforced concrete structures considering them buried in concrete, exploitation of shape memory property will have its particular problems that these problems won’t happen about the super-elastic property. Considering the high rate of strain capacity (3 to 8%) in memory alloys with super-elastic behaviour and the limitation of this capacity in concrete, conditions are necessary to be prepared in a way that memory alloy has the opportunity to propose super-elastic property. Originality/value: Except shape memory alloy that has proposing super-elastic behaviour in concrete structures and is investigated in this study, other factors such as the rate of resistance characteristic of pressure of concrete and mechanical characteristics of steel armatures are effective in this case as well that can be good subjects for investigation.

4

Effect of cold deformation to transformation temperatures of Ni-Ti shape memory alloys

Yildiz C., Kucukyildirim B. O., Akdogan Eker A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 66, nr 1

37--44

EN

Purpose: of this paper is to predict the effect of cold deformation to transformation temperatures of Ni–Ti SMA and clarify the relation between cold forming ratio and the parameters of thermo mechanical process. Design/methodology/approach: 25% and 50% cold formed Ni–Ti wire specimens are investigated for defining the relation between the ratio and the parameters of thermo mechanical processes of without annealing and with annealing at 450°C for 30 minutes and 600°C for 30 minutes. Moreover, Differential Scanning Calorimeter (DSC) measurements are applied to the specimens for obtaining the transformation temperatures. Findings: According to DSC measurements, start and finish temperatures of transformation of austenite, martensite and rhombohedral phases are calculated. Hence, their changes are related to deformation and annealing, so it can be implied that cold deformation process leads to increases in the temperature ranges, slow occurrences of transformation and also the shape memory property lowers. Research limitations/implications: It is observed that some specimens exhibit rhombohedral phase transformation and this affects the martensite phase transformation temperatures and results. Thus, annealing time can be increased to determine both positive and negative effect to transformation properties for further research. Moreover, the grainsize and form may also be effective, so this case should be studied. Practical implications: can be stated as suitable transformation temperatures must be paid attention to desired service temperatures of products those are made of Ni–Ti SMAs, otherwise they may exhibit unexpected shape change due to the affected transformation temperature. Originality/value: is that Ni–Ti SMAs may be exposed to cold deformation when they are manufactured for being given any product shape, so with this research it can be determined that if their transformation temperatures change or not. Besides, it can be implied that they change and so this study presents the changes, the intervals of start and finish temperatures relevant to the cold forming ratio.

5

Determination of Ressidual Pseudo-Chemical Energy and Energy Dissipative During Reversible Martensitic Transformation in Ni52,2Mn21,3Ga26,5 Alloy

Bramowicz M.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2011

|

nr 14(2)

279-285

EN

In this paper we present results of an analysis of the influence of annealing time on the residual pseudo-chemical energy and dissipative energy Fdis(z) during reversible martensitic transformation. Analysis was performed without equilibrium temperature and basis on the model proposed in the study: (LIKHACHEV 1998). From designated courses of residual non-chemical and pseudo-chemical dissipative energies come, that carried thermal treatment causes significant changes of them. Immediately after casting the studied alloy shows continuous increase of the dissipative energy with increasing of martensite fraction. After annealing at the time from 1-0 h, curves Fdis(z) have a curse close to constant function whereas beyond this range show dynamic increasing or decreasing of dissipation energy.

PL

W pracy przedstawiono wyniki przeprowadzonej analizy wpływu czasu wygrzewania próbek stopu Ni52,2Mn21,3Ga26,5 na resztkową energię sprężystą oraz energię dyssypowaną Fdis(z) podczas odwracalnej przemiany martenzytycznej. Analizę przeprowadzono z pominięciem temperatury równowagi fazowej na podstawie modelu zaproponowanego w pracy LIKHACHEVA (1998). Z wyznaczonych przebiegów zmian resztkowej energii sprężystej oraz energii rozpraszanej wynika, że przeprowadzona obróbka termiczna powoduje znaczne ich zmiany. W stanie bezpośrednio po wytopie badany stop wykazuje ciągły wzrost energii rozpraszanej wraz ze wzrostem zawartości frakcji martenzytu. Po zastosowaniu wygrzewania w czasach 1-20 h, krzywe Fdis(z) mają przebieg zbliżony do funkcji stałej, natomiast poza nim wykazują dynamiczny wzrost bądź spadek energii dyssypowanej.

6

TiNi shape memory alloy tension at various temperatures - infrared imaging of shape memory effect and pseudoelasticity

Pieczyska E., Tobushi H.

Mechanics and Control

|

2011

|

Vol. 30, no. 1

20-26

EN

The mechanical characteristics and the infrared imaging of stress-induced martensite transformation developing in TiNi shape memory alloy (SMA) subjected to tension in various conditions with respect to the SMA austenite finish parameter have been presented. Based on the mechanical curves and their related temperature changes it was found that onset of the martensitic transformation appears at the end of the elastic part of the stress-strain curve, since the temperature starts to increase before the knee in the curve. The uniform temperature distribution observed on the specimen surface at this stage confirms that the initial martensite transformation is macroscopically homogeneous. For the shape memory effect behavior the uniform temperature distribution on the specimen surface was observed during the complete process of the SMA loading which means that the transformation process is macroscopically homogeneous. For the shape memory alloy pseudoelasticity behavior bands of higher temperature have been recorded during the specimen loading and bands of lower temperature during its unloading, manifesting localized Lü ;ders-like deformation, caused by the transformation process. As the transformation advances, the higher temperature changes have been recorded. Taking advantages from the infrared technique a new results concerning nucleation and development of the martensite forward and reverse transformation have been obtained. Finally, some examples of the SMA new applications due to the SMA shape memory effect have been presented and discussed.

PL

W pracy omówiono właściwości stopów z pamięcią kształtu, przedstawiono wyniki własnych badań parametrów mechanicznych w procesie jednoosiowego rozciągania oraz zmian temperatury próbek, otrzymane w sposób bezstykowy za pomocą kamery termowizyjnej o wysokiej czułości. Na podstawie charakterystyk mechanicznych oraz zmian temperatury próbek tego stopu stwierdzono, że indukowana naprężeniem przemiana fazowa inicjuje się pod koniec zakresu sprężystego, zdecydowanie przed plateau, charakterystycznym dla przebiegu przemiany. Zarejestrowane rozkłady zmian temperatury na powierzchni obciążanych próbek pozwoliły wykazać, że przemiana martenzytyczna wprost i odwrotna, odpowiedzialna za pseudosprężystość SMA, zachodzi w sposób niejednorodny. Inicjuje się w postaci cienkich pasm, podobnych do pasm Lü ;dersa, które następnie rozwijają się w dwóch prawie prostopadłych kierunkach. Niejednorodność przebiegu przemiany martenzytycznej udokumentowano w technice badań w podczerwieni oraz fotografując relief na powierzchni próbki. Omówiono przykłady nowych zastosowań stopu z pamięcią kształtu.

7

Studies of selected mechanical properties of nitinol – shape memory alloy

Kłaput J.

Archives of Foundry Engineering

|

2010

|

Vol. 10, iss. 3

155--158

EN

Because of their specific properties, shape memory alloys are applied in many domains. The investigations were conducted on nitinol alloy in the form of 3,1 mm diameter wire, whose Af temperature as stated by the manufacturer is Af =65oC. The wire was stretched in a strainhard ened state and after annealing at 500oC. The influence of different heat treatments on the engineering stress – strain curve was investigated. Some samples were relieved and again loaded during tensile test. The plotted curves reflect the transformations that occur in alloy microstructure in high-temperature state (austenite) and low-temperature state (martensite).

8

Termomechaniczne aspekty przemiany fazowej w stopie TiNi z pamięcią kształtu indukowanej naprężeniem

Pieczyska E.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 11

958-961

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań sprzężeń termodynamicznych zachodzących podczas indukowanej naprężeniami przemiany fazowej w stopach TiNi z pamięcią kształtu. Wykazano, że przemiana martenzytyczna wprost i odwrotna, zachodząca podczas pseudosprężystego odkształcania tych stopów, ma charakter niejednorodny. Makroskopowo rozwija się w zlokalizowanych cienkich pasmach, podobnych do pasm Lüdersa, w dwóch prawie prostopadłych kierunkach, co udokumentowano stosując metodę badań w podczerwieni oraz fotografując relief na powierzchni próbki.

EN

Experimental investigations of thermomechanical couplings related to stress-induced martensite transformation in shape memory alloy (SMA) are presented in the paper. TiNi shape memory alloy specimens were subjected to uniaxial tensile tests carried out with various strain rates on an MTS testing machine (Fig. 1). The tem-perature changes, accompanying the process of stress-induced martensite transformation were recorded with use of a thermovision camera. It was shown that the martensite forward and reverse transformation, related to the SMA pseudo-elastic behavior, can occur and develop in inhomogeneous way in Lüders-like bands [3-5]. Nucleation and development of the phase transformation fronts in the SMA recorded by infrared camera were studied. Narrow bands of considerably higher temperature corresponding to the martensitic phase, starting from the central part of the specimen and developing towards the specimen grips, were recorded. Next, the upswing region was observed, manifested by the more advanced and more homogeneous stage of the phase transformation, accompanied by the more uniform temperature distribution. The inclined bands of heterogeneous temperature distribution were observed also during the unloading process of the SMA, while the reverse transformation accompanied by the temperature decrease took place [14]. The martensite transformation heterogeneity was confirmed by infrared technique and by photographs of the SMA specimen surface relief (Fig. 2). Thermomechanical aspects of the exothermic martensitic forward and the endothermic reverse transformations for various strain rates were analyzed.

9

Shape memory alloys for civil engineering structures - on the way from vision to reality

Motavalli M., Czaderski Ch., Bergamini A., Janke L.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2009

|

Vol. 2, no. 4

81-94

EN

Shape memory alloys (SMA) have been known for many decades. They are mainly used in medicine, electronics, air, and space industry and in the consumer goods industry. Examples are medical implants and instruments, cell phone antennas, frames for glasses, pipe couplings etc. The most usual SMA material on the market is nickel–titanium (Ni–Ti). Until today, SMAs have found very limited applications in civil engineering probably due to their cost and to limited knowledge of the material in the civil engineering industry. This paper presents existing applications, laboratory tests and new concepts of how to use shape memory alloys incorporated in energy dissipation devices, as well as for pre-stressing structures using SMA wires and for post stressing of existing structures using SMA tendons. Attempts to develop new generation of Iron based SMA for using in civil engineering structures will be presented as an alternative to existing high cost NiTi SMAs.

PL

Stopy z pamięcią kształtu znane są od wielu dziesięcioleci. Głównie są one wykorzystywane w medycynie, elektronice, przemyśle lotniczym i kosmicznym oraz w przemyśle towarów konsumpcyjnych. Przykładowo są to implanty i instrumenty medyczne, anteny telefonów komórkowych, oprawki okularów, złączki rurowe itp. Najbardziej typowym na rynku materiałem z pamięcią kształtu jest stop niklowo-tytanowy (Ni-Ti). Dotychczas stopy te miały bardzo ograniczone zastosowanie w budownictwie. Prawdopodobnie spowodowane to było kosztami i ograniczoną znajomością tego materiału w przemyśle budowlanym. W artykule tym przedstawiono istniejące zastosowania, badania laboratoryjne i nowe pomysły na wykorzystanie stopów z pamięcią kształtu będących częścią urządzeń rozpraszających energię, jak również w celu sprężania konstrukcji wykorzystując druty z tych stopów oraz sprężanie istniejących konstrukcji przy użyciu kabli wykonanych z takich stopów. Próby rozwijania nowej generacji stopów z pamięcią kształtu na bazie żelaza do wykorzystania w konstrukcjach budowlanych zaprezentowano jako alternatywę dla istniejących, drogich materiałów niklowo-tytanowych.

10

Employment of intelligent material in drives of robots stepping

Machoczek T., Bońka M., Klein W.

Modelling and Optimization of Physical Systems

|

2007

|

z. 6

109--116

EN

Nowadays the construction idea is to minimize the shape of mechanical devices in a very early project stage. Unfortunately limitation of miniaturization is restriction by the size of actuators. Using a smart materials it is possible to exceed this limit. One of the smart materials are shape memory alloys. These alloys can change physical properties by heating or cooling. During this process is generated force and is changed their shape. This phenomena allow to use shape memory alloys as actuators. The paper is shown application of shape memory alloys drive. The authors designed spider walking robot with Flexinol wire. The power was delivered by two AA batteries. The system was controlled by algorithm which was implemented in microcontroller.

PL

W artykule przedstawiono możliwości praktycznego wykorzystania materiałów inteligentnych w napędach robotów kroczących jak również wyjaśniono istotę sterowania pracą siłowników wykonanych na ich bazie. Zaprezentowano także model prototypowego robota, napędzanego za pośrednictwem drutu SMA wytrenowanego w taki sposób, że zmiana jego kształtu polega na zmianie jego długości.

11

Pseudosprężystość stopów z pamięcią kształtu badania doświadczalne i opis teoretyczny

Ziółkowski A.

Prace Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN

|

2006

|

nr 6

5-200

PL

W niniejszej rozprawie wszechstronnie omówiono stan wiedzy dotyczący pseudosprężystego zachowania stopów z pamięcią kształtu. Omówiono zarówno wyniki badań doświadczalnych, jak również różne podejścia do modelowania zachowania stopów z pamięcią kształtu i związanych z tym efektów siłowych, odkształceniowych i termicznych. Zaproponowano rozwiązania dla szeregu otwartych problemów naukowych, związanych z zakresem pseudosprężystego zachowania stopów z pamięcią kształtu. W szczególności, opierając się na rozważaniach mikro-mechanicznych, uzasadniono przyjmowaną na poziomie fenomenologicznego opisu makroskopowego postać potencjału termodynamicznego energii swobodnej. Dokonano weryfikacji doświadczalnej założeń makroskopowego modelu zaproponowanego prze Ranieckiego i Lexcellenta, tzw. modelu RL. W tym celu opracowano przy pomocy zaawansowanego oprogramowania Dadisp, dane doświadczalne uzyskane w programie prób izotermicznych dla próbki rurkowej wykonanej ze stopu NiTi, podawanej proporcjonalnym w przestrzeni naprężeń ścieżkom obciążenia (złożone stany naprężenia). Te same dane wykorzystano, po ich stosownym opracowaniu, do weryfikacji doświadczalnej formalnego modelu kinetyki martenzytycznej przemiany fazowej zaproponowanego w modelu RL oraz do sformułowania nowego tzw. specyficznego modelu kinetyki termosprężystej przemiany martenzytycznej. Sformułowano również, w formalizmie skończonych deformacji, trójwymiarowy termodynamiczny model pseudosprężystego zachowania izotropowych stopów z pamięcią kształtu, w oparciu o multiplikatywny rozkład tensora gradientu deformacji. Model ten stanowi rozszerzenie modelu RL. Wykonane prace mają istotne znaczenie praktyczne. Opracowana teoria stanowi podstawę dla rzetelnego charakteryzowania stopów z pamięcią kształtu. Zidentyfikowanie stałych i funkcji materiałowych teorii pseudosprężystości, w sposób jednoznaczny charakteryzuje zachowanie danego stopu SMA, w zakresie jego pseudosprężystego zachowania. Teoria ta może zatem stanowić podstawę e teoretyczną dla opracowana norm materiałów z pamięcią kształtu. Inną istotną ; korzyścią praktyczną, jaka może być osiągnięta, jest możliwość stworzenia silnego : narzędzia inżynierskiego, jakim jest kod metody elementów skończonych z j zaimplementowanym modelem konstytutywnym wyspecyfikowanym w rozdziale siódmym. Z pomocą takiego narzędzia można symulować zachowanie złożonych konstrukcji inżynierskich wykorzystujących cechy funkcjonalne stopów z pamięcią I kształtu, tj. wykonane z takich stopów w całości lub posiadających elementy |wykonane z SMA. W rezultacie możliwa jest ocena wielkości efektów siłowych, {odkształceniowych, termicznych oraz zaawansowanie martenzytycznej przemiany wazowej.

12

Structure and properties of Ni2MnGa ferromagnetic shape memory alloys

Morawiec H., Gigla M., Goryczka T., Chrobak D., Górka-Kostrubiec B., Prusik K.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

268-272

EN

The carried out X-ray studies of L2(1) structure and TEM investigations of 10M and 14M martensite structures in polycrystalline Ni-Mn-Ga alloys of bulk and melt-spun ribbons have shown some new features which characterize these structures. The X-ray studies enabled to study the degree of ordering the L2(1) structure, whereas the TEM - studies, to achieve the correct symmetry of mentioned structures.

PL

Przeprowadzone rentgenowskie badania struktury L2(1) oraz obserwacje TEM struktury martenzytów 10M i 14M w polikrystalicznym stopie Ni-Mn-Ga, w postaci materiału litego jak i taśm uzyskanych metodą szybkiego schładzania z fazy ciekłej, wykazują nowe właściwości charakteryzujące wymienione struktury. Analiza rentgenowska umożliwia wyznaczenie stopnia uporządkowania struktury L2(1) natomiast obserwacje mikroskopowe TEM dają możliwość określenia symetrii tychże struktur.

13

Stopy z pamięcią kształtu

Kaszuwara W.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 2

61-64

PL

Stopy z pamięcią kształtu (SMA) mają zdolność powracania, w odpowiednich warunkach, do nadanego im wcześniej kształtu. Związane z tym odkształcenia wynoszą dla polikryształów 1÷ 8 %, a dla monokryształów dochodzą do 15 %. Energia wyzwalana przy odkształceniu jest rzędu 10^6 ÷ 10^7 J/m^3. Zjawiskiem fizycznym wywołującym zmianę kształtu jest odwracalna przemiana martenzytyczna. W stopach z pamięcią kształtu może występować jednokierunkowy efekt pamięci kształtu (materiał odkształcony w stanie martenzytycznym powraca po nagrzaniu do kształtu nadanego przy istnieniu fazy wysokotemperaturowej), dwukierunkowy efekt pamięci kształtu (przejście od kształtu nadanego w stanie martenzytycznym do kształtu nadanego przy istnieniu fazy wysokotemperaturowej jest odwracalne i odbywa się bez udziału naprężeń) oraz zjawisko pseudosprężystości (odkształcenie w wyniku przemiany martenzytycznej indukowanej naprężeniami). Bodźcem aktywującym zmianę kształtu jest zmiana temperatury, co ogranicza częstotliwość pracy SMA do 10^2 Hz. Istnieje grupa stopów posiadających tzw. magnetyczną pamięć kształtu, w których przemiana martenzytyczna aktywowana jest polem magnetycznym (częstotliwość pracy może być większa). Atrakcyjnymi materiałami są kompozyty zawierające SMA (wykorzystywane np. jako materiały tłumiące drgania) oraz tzw. heterostruktury, w których SMA występują w postaci cienkich warstw i stanowią np. mikroaktuatory w systemach mikroelektromechanicznych (MEMS). Podstawowe stopy z pamięcią kształtu stosowane w technice to: Ni-Ti, stopy Cu (Cu-Zn, Cu-Al, Cu-Sn) oraz stopy Fe (Fe-Mn, Fe-Cr-Ni). Stopy z pamięcią kształtu znajdują obecnie zastosowanie w takich dziedzinach, jak automatyka, urządzenia zapewniające bezpieczeństwo, medycyna i innych oraz są stosowane w wielu wyrobach powszechnego użytku. Obecnie za najważniejsze można uznać prace nad stopami z magnetyczną pamięcią kształtu oraz wysokotemperaturowymi SMA. Duże znaczenie aplikacyjne mają prace nad kompozytami, których jednym z komponentów jest stop z pamięcią kształtu, zwłaszcza w przypadkach, gdzie drugim komponentem jest inny materiał inteligentny.

EN

Shape memory alloys (SMA), when deformed, have the ability of returning, in certain circumstances, to their initial shape. Deformations related to this phenomenon are for polycrystals 1 ÷ S % and up to 15 % for monocrystals. The deformation energy is in the range of 10^6÷10^7 J/m^3. The deformation is caused by martensitic transformation in the material. Shape memory alloys exhibit one directional or two directional shape memory effect as well as pseudoelastic effect. Shape change is activated by temperature change, which limits working frequency of SMA to 10^2 Hz. Other group of alloys exhibit magnetic shape memory effect. In these alloys martensitic transformation is triggered by magnetic field, thus their working frequency can be higher. Composites containing shape memory alloys can also be used as shape memory materials (applied in vibration damping devices). Another group of composite materials is called helerostructures, in which SMA alloys are incorporated in a form of thin layers. The heterostructures can be used as microactuators in microeleclromechanical systems (MEMS). Basic SMA comprise: Ni-Ti, Cu (Cu-Zn, Cu-AI. Cu-Sn) and Fe (Fe-Mn, Fe-Cr-Ni) alloys. Shape memory alloys find applications in such areas as: automatics, safety and medical devices and many domestic appliances. Currently the most important appears to be research on magnetic shape memory materials and high temperature SMA. Vital from application point of view are composite materials especially those containing several intelligent materials.

14

Stopy metali wykazujące pamięć kształtu i ich zastosowanie

Morawiec H., Lelątko J., Gigla M., Lekston Z., Goryczka T., Stróż D.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 2

87-94

PL

Celem artykułu jest wykazanie, że stopy z pamięcią kształtu w zastosowaniu do różnych konstrukcji spełniają wymóg równoczesnego pełnienia funkcji sensora i aktuatora, co jest charakterystyczne dla grupy materiałów zaliczanych do "smart materials". Krótkie wprowadzenie dla wykazania ścisłego związku pomiędzy zjawiskami pamięci kształtu i odwracalną przemianą martenzytyczną oraz opis możliwości sterowania właściwościami poprzez kształtowanie realnej struktury praktycznie wykorzystywanych stopów: Ni-Ti, Cu-AI-Zn i Cu-AI-Ni pozwala na zrozumienie licznych przykładów zastosowania stopów w technice i medycynie.

EN

The aim of this paper was to prove that the shape memory alloys applied in different structures fulfill the requirement of simultaneous serving as sensors and actuators what is characteristic for the smart-materials. Short introduction to prove the association between the shape memory effect and the reversible martensitic transformation and the description of properties, which are controlled by microstructure formed in Ni-Ti, Cu-AI-Zn and Cu-Al-Ni alloys, allow to understand the numerous examples of shape memory alloys applications in technique and medicine.

15

Deformation process in Cu-Al-Nb-X high temperature shape memory alloys containing primary particles

Lelątko J., Morawiec H.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

264-267

EN

The paper describes the influence of primary particles on the strength and plastic properties of the Cu-Al-Nb-X (where X = Ni, Co) alloys in the matrix phase (above Af temperature). The existence of large number of the particles in these alloys causes the decrease of the elastic properties and stress necessary to induce the martensite in the matrix phase. However, the increase of the deformation temperature to Af +50°C or higher decreases the degree of strengthening and causes the increase of the plastic properties in the studied alloys. The presence of residual stresses in the martensitic and matrix phases, interaction between the stress-induced martensite plates and the particles and participation of the primary precipitates in formation and growth of cracks play an important role in all these changes of the properties.

PL

Badano wpływ pierwotnych wydzieleń na właściwości wytrzymałościowe i plastyczne stopów Cu-Al-Nb-X (gdzie X = Ni, Co) deformowanych w temperaturze powyżej Af. Stwierdzono, że obecność dużej ilości wydzieleń powoduje obniżenie (w stosunku do właściwości w temperaturze otoczenia) właściwości plastycznych i naprężenia niezbędnego dla indukowania płytek martenzytu w fazie macierzystej. Jednakże, podwyższenie temperatury deformacji do Af +50°C lub wyżej, powoduje obniżenie stopnia umocnienia i ponowny wzrost własności plastycznych badanych stopów. Obserwowane różnice właściwości stopów Cu-Al-Ni i Cu-Al-Nb-X wynikają z oddziaływania pomiędzy indukowanymi naprężeniem płytkami martenzytu a wydzieleniami oraz roli, jaką te wydzielenia odgrywają w powstawaniu i rozprzestrzenianiu pęknięć.

16

On diffused-interface models of shape memory alloys

Pawłow I., Zajączkowski W. M.

Control and Cybernetics

|

2003

|

Vol. 32, no 3

629-658

EN

The paper surveys mathematical models of thermo-mechanical evolution of shape memory alloys and related mathematical results. The survey is confined to so-called diffused-interface or phase-field models based on Landau-Ginzburg free energy as a ther-modynamic potential. It includes the well-known models due to Falk, Fremond and Fried-Gurtin. The focus is on a three-dimensional (3-D) generalization of Falk's model based on the linearized strain tensor, absolute temperature and strain tensor gradient. For such model the thermodynamical basis and the recent mathematical results on its well-posedness are presented.

17

High temperature Cu-based shape memory alloys

Lelątko J., Morawiec H.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

540-543

PL

Badano nowy rodzaj stopów, wykazujących pamięć kształtu w wysokich temperaturach, opracowanych na bazie trójskładnikowego stopu Cu-Al-Nb. Wprowadzenie do stopu trójskładnikowego chromu, a szczególnie niklu i kobaltu daje możliwość obniżenia zakresu temperaturowego odwracalnej przemiany martenzytycznej. Jednakże, pierwiastki te powodują wydzielanie w martenzytycznej osnowie faz międzymetalicznych takich jak AlCo i NiAl oraz zmiany w składzie chemicznym fazy Nb(Al,Cu)2 - głównej fazy występującej w stopie trójskładnikowym. Obecność tych cząstek wpływa na zmiany własności mechanicznych oraz zjawisko pamięci kształtu badanych stopów.

EN

New type of Cu-Al-Nb base alloys containing additionally nickel, cobalt and chromium and showing high martensitic transformation temperatures has been developed. In this paper the temperatures of reversible martensitic transformation, mechanical properties and shape memory characteristics of these alloys are presented. Introducing chromium and specially nickiel and cobalt to the Cu-Al-Nb alloys gives a possibility to decrease the characteristic temperatures. However, these elements create in the martensitic matrix primary particles of intermetallic phases such as AlCo and NiAl and change the chemical composition of the Nb(Al,Cu)2-the main phase in the ternary Cu-Al-Nb alloy. Presence of precipitates results in change of the mechanical properties of these alloys.