Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Numerical analysis of NiTi actuators with stress risers: The role of bias load and actuation temperature

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61389005%3A_____%2F21%3A00543011" target="_blank" >RIV/61389005:_____/21:00543011 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/00216305:26210/21:PU140665 RIV/68378271:_____/21:00563598

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2021.107551" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2021.107551</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.engfracmech.2021.107551" target="_blank" >10.1016/j.engfracmech.2021.107551</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Numerical analysis of NiTi actuators with stress risers: The role of bias load and actuation temperature

  • Popis výsledku v původním jazyce

    NiTi wires and thin ribbons are used in shape memory actuators as active elements undergoing repeated thermal cycles. The NiTi actuators operate either under constant force (CF loading constraint) or they act against a variable force (VF loading constraint) from an elastic bias spring. Any stress riser represents a danger for potential actuator failure upon cycling. Although NiTi actuators always include stress risers either inherently in their design or as material flaws, their effect on actuation performance has, however, not been studied thoroughly yet. This issue is addressed in the present paper through numerical analysis of the effects of actuation load type (CF or VF loading constraint), maximum temperature, and stiffness of the bias springs (in VF loading constraint) on the local evolution of martensitic transformation (MT) and mechanical fields around the notch upon the cyclic thermomechanical loading of a thin NiTi shape memory notched ribbon. The analyses clearly show a strong amplification effect of the transformation strain on the stress concentration factor. The results reveal that the evolution of the forward MT upon cooling causes a sharp stress peak around the notch-tip the magnitude of which depends on the bias spring stiffness while upon heating, the stress at the notch-tip area relaxes due to the reverse MT of the surrounding bulk. Moreover, the simulations indicate that any overheating during the actuation is harmful to the notch-tip as the complete reverse MT at the notch-tip has stress rising effect while incomplete MT at the notch-tip has stress relaxing effect.

  • Název v anglickém jazyce

    Numerical analysis of NiTi actuators with stress risers: The role of bias load and actuation temperature

  • Popis výsledku anglicky

    NiTi wires and thin ribbons are used in shape memory actuators as active elements undergoing repeated thermal cycles. The NiTi actuators operate either under constant force (CF loading constraint) or they act against a variable force (VF loading constraint) from an elastic bias spring. Any stress riser represents a danger for potential actuator failure upon cycling. Although NiTi actuators always include stress risers either inherently in their design or as material flaws, their effect on actuation performance has, however, not been studied thoroughly yet. This issue is addressed in the present paper through numerical analysis of the effects of actuation load type (CF or VF loading constraint), maximum temperature, and stiffness of the bias springs (in VF loading constraint) on the local evolution of martensitic transformation (MT) and mechanical fields around the notch upon the cyclic thermomechanical loading of a thin NiTi shape memory notched ribbon. The analyses clearly show a strong amplification effect of the transformation strain on the stress concentration factor. The results reveal that the evolution of the forward MT upon cooling causes a sharp stress peak around the notch-tip the magnitude of which depends on the bias spring stiffness while upon heating, the stress at the notch-tip area relaxes due to the reverse MT of the surrounding bulk. Moreover, the simulations indicate that any overheating during the actuation is harmful to the notch-tip as the complete reverse MT at the notch-tip has stress rising effect while incomplete MT at the notch-tip has stress relaxing effect.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    20501 - Materials engineering

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2021

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Engineering Fracture Mechanics

  • ISSN

    0013-7944

  • e-ISSN

    1873-7315

  • Svazek periodika

    244

  • Číslo periodika v rámci svazku

    MAR

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

    107551

  • Kód UT WoS článku

    000695478000005

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85100043222