Development of a constitutive model for polycrystalline NiTi-based shape memory alloys including plastic deformation.
Project goals
Polycrystalline NiTi-based shape memory alloys have already been used in many medical and engineering applications. The key point for their processing and adequate, reliable utilization is their response to thermal and mechanical loading. The response is usually highly nonlinear and includes several simultaneously occurring physical phenomena (besides elasticity and thermal expansion, also phase transformation, reorientation of martensite structure, plastic deformation, etc.). The proposed project aims particularly: i) within the framework of Generalized Standard Materials theory, to enhance the existing macroscopic constitutive model for NiTi-based shape memory alloys by introduction of effects related to plastic deformation in complex thermal and mechanical loading, ii) to perform basic mathematical analysis of the resulting model, to implement it numerically and to verify it by comparing numerical simulations with experimental data. Model will facilitate both validation of understanding of complex interactions within the alloys and optimization of their processing and utilization.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Post-graduate (doctorate) grants
Call for proposals
Postdoktorandské granty 15 (SGA0201400003)
Main participants
Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
14-28306P
Alternative language
Project name in Czech
Vývoj konstitutivního modelu pro polykrystaly slitin s tvarovou pamětí na bázi NiTi zahrnujícího plastickou deformaci.
Annotation in Czech
Slitiny s pamětí tvaru na bázi NiTi ve formě polykrystalů již nalezly uplatnění v řadě medicínských a inženýrských aplikací. Pro jejich zpracování a plnohodnotné a spolehlivé využití je klíčová odezva materiálu při obecném tepelném a mechanickém namáhání: ta je obvykle silně nelineární a zahrnuje několik současně probíhajících fyzikálních procesů (kromě elasticity či tepelné roztažnosti také fázové transformace, reorientaci martenzitické struktury, plastickou deformaci, aj.). Navrhovaný projekt si klade následující cíle: i) v rámci termodynamicky konzistentní teorie rychlostně nezávislých disipativních procesů rozšířit stávající makroskopický konstitutivní model slitin s tvarovou pamětí na bázi NiTi o efekty spojené s plastickou deformací při obecném tepelném a mechanickém zatěžování, ii) ověřit matematickou korektnost navrženého modelu, numericky jej implementovat a provést jeho validaci srovnáním simulací s experimentálními daty. Model umožní ověřit správnost porozumění komplexním fyzikálním interakcím v těchto slitinách a usnadní optimalizaci jejich zpracování a využití.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
New model of SMA alloys is important contribution in understanding the shape memory processes. Results are characterised adequately and could be used in further development of the numerical modelling as well as in design of parts from SMA alloys. Publication output of the project is good.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2014
Realization period - end
Dec 31, 2016
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 17, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP17-GA0-GP-U/01:1
Data delivery date
Jun 30, 2017
Finance
Total approved costs
1,200 thou. CZK
Public financial support
1,200 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
1 200 CZK thou.
Public support
1 200 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JG - Metallurgy, metal materials
Solution period
01. 01. 2014 - 31. 12. 2016