Localization phenomena in shape memory alloys: experiments & modeling
Project goals
This project is focused on systematic experimental investigation and theoretical description of nucleation and propagation of martensitic phase transformation via localized inhomogeneities in NiTi shape memory alloys, so-called transformation bands. The localization phenomenon strongly influences mechanical behaviors of these alloys and plays key role in understanding other material processes as transformation-induced plasticity or functional fatigue. Microstructural origins of the phenomenon will be investigated both experimentally – e.g. grain-by-grain mapping of stress and strain with advanced 3D XRD method – and through mathematical models. Based on the results, a macroscopic, mathematically and thermodynamically consistent nonlocal constitutive model will be formulated and implemented into a numerical software, which allows predictions of localization in practical applications. This project further elaborates and expands recent activities of the research team recognized and appreciated by the scientific community.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Main participants
Ústav teorie informace a automatizace AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
18-03834S
Alternative language
Project name in Czech
Jevy lokalizace v materiálech s tvarovou pamětí: experimenty a modelování
Annotation in Czech
Projekt je zaměřen na systematické experimentální studium a teoretický popis vzniku a šíření martenzitické fázové transformace prostřednictvím prostorově lokalizovaných nehomogenit ve slitinách s tvarovou pamětí NiTi. Efekt lokalizace výrazně ovlivňuje mechanickou odezvu těchto slitin a zároveň je klíčem k pochopení řady otázek týkajících se nukleace a šíření martenzitické transformace v polykrystalech nezbytných k pochopení dalších procesů jako transformačně indukovaná plasticita či funkční únava. Cílem projektu je objasnit původ tohoto jevu na úrovni mikrostruktury a postihnout ho v realistickém modelu interagujících zrn. Za tímto účelem budou použity pokročilé experimentálním metody 3D RTG difrakce umožňující mapování deformací a napětí na úrovni jednotlivých zrn. Na základě výsledků bude formulován matematicky a termodynamicky konzistentní, makroskopický konstitutivní model, jehož numerická implementace umožní předvídat lokalizaci v praktických aplikacích. Projekt navazuje na nedávný významný úspěch řešitelského týmu v této problematice na mezinárodním poli.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
20302 - Applied mechanics
OECD FORD - secondary branch
20303 - Thermodynamics
OECD FORD - another secondary branch
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
BJ - Thermodynamics
BM - Solid-state physics and magnetism
GB - Agricultural machines and construction
JQ - Machinery and tools
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project focused on the study of martensitic phase transformation in NiTi SMA alloys. The project combined experimental studies with numerical simulation methods. The results of the project will allow understanding of the phase transformation phenomena with respect to the heterogeneity of the process. The project has also involved students and developed international collaboration.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2018
Realization period - end
Dec 31, 2021
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2021
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP22-GA0-GA-U
Data delivery date
Jun 29, 2022
Finance
Total approved costs
15,422 thou. CZK
Public financial support
13,558 thou. CZK
Other public sources
1,737 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
15 422 CZK thou.
Public support
13 558 CZK thou.
87%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Applied mechanics
Solution period
01. 01. 2018 - 31. 12. 2021