МЕТОД РАСЧЕТА ПОЛЕЙ СМЕЩЕНИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ СИСТЕМЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНЗОВИДНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ДВОЙНИКОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В МАРТЕНСИТНОЙ ФАЗЕ МАГНИТНОГО СПЛАВА Ni2MnGa, ОБЛАДАЮЩЕГО СВОЙСТВОМ ЗАПОМИНАНИЯ ФОРМЫ
Аннотация
В настоящее время математическое моделирование особенностей напряженно-деформированного состояния является перспективным направлением научных исследований. В связи с этим целью данной работы стал расчет напряженно-деформированного состояния, обусловленного системой параллельных линзовидных остаточных механических двойников, возникающих при локальном деформировании поверхности мартенситной фазы монокристалла Ni2MnGa.
Метод применяется с использованием принципа суперпозиции полей и в приближении непрерывного распределения двойникующих дислокаций на границах двойника в сплошной упругой среде.
В результате расчетов получены графики распределения полей смещений и напряжений, на основании которых замечено, что конфигурация распределения компоненты смещений uy значительно отличается от смещений компонент ux и uz, имеющих подобное друг другу распределение смещений. Наибольшая величина смещений наблюдается у компоненты uy в области вершин двойников.
В работе также представлены результаты расчетов шести компонент тензора полей напряжений. Из полученных результатов заметно подобие характера распределения напряжений компонент sxz и szz, однако численно компоненты отличны друг от друга примерно в два раза. Наибольшая величина возникающих напряжений в системе линзовидных двойников наблюдается у компонент sxx, sxz, syy, syz и сосредоточена главным образом у границ и вершин двойников.
Общей чертой полученных компонент смещений и напряжений системы линзовидных двойников является симметричность относительно OY. Помимо этого, распределение напряжений у всех полученных компонент тензора главным образом локализовано на границах и у вершин двойников, где, как правило, сосредоточены наибольшие значения напряжений, способных оказывать существенное влияние на дислокационные и диффузионные процессы.
Об авторах
Е. В. ШматокБеларусь
Инженер
О. М. Остриков
Беларусь
Кандидат физико-математических наук, доцент
Список литературы
1. Giant magnetic-field-induced strain in NiMnGa seven-layered martensitic phase / А. Sozinov [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2002. – V. 80. – P. 1746–1748.
2. Heczko, O. Temperature dependence and temperature limits of magnetic shape memory effect / O. Heczko, L. Straka // Journal of Applied Physics. – 2003. – V. 94, № 11. – P. 7139–7143.
3. Heczko, O. Magnetic properties and domain structure of magnetic shape memory Ni-Mn-Ga alloy / O. Heczko, K. Jurek, K. Ullakko // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2001. – V. 226–230. – P. 996–998.
4. Large cyclic deformation of a Ni-Mn-Ga shape memory alloy induced by magnetic fields / P. Mullner [et al.] // Journal of Applied Physics. – 2002. – V. 92, № 11. – P. 6708–6713.
5. Aaltio, I. Magnetic Shape Memory Actuators / I. Aaltio, K. Ullakko // Proc. of 7th International Conference on New Actuators, 19-21 June 2000, Bremen, Germany. – Bremen, 2000. – P. 527–530.
6. Hirsinger, L. Modelling detwinning of martensite platelets under magnetic and stress actions on Ni-Mn-Ga alloys / L. Hirsinger, C. Lexcelent // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2003. – V. 254–255. – P. 275–277.
7. Mullner P., Chernenko V. A., Kostorz G. Large cyclic magnetic-field-induced deformation in orthorombic (14M) Ni-Mn-Ga martensite // Journal of Applied Physics. 2004. – V. 95, № 3. – P. 1531–1536.
8. Mullner, P. Stress-induced twin rearrangement resulting in change of magnetization in a Ni-Mn-Ga ferromagnetic martensite / P. Mullner, V. A. Chernenko, G. Kostorz // Scripta Materialia. – 2003. – V. 49, № 2. – P. 129–133.
9. Остриков, О. М. Исследование пластической деформации поверхности монокристалла Ni2MnGa методом индентирования / О. М. Остриков, А. Л. Созинов, А. В. Сорока // Инженерно-физический журнал. – 2012. – Т. 85, № 5. – С. 1132–1141.
10. Остриков, О. М. Механика двойникования твердых тел: монография / О. М. Остриков. – Гомель: Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого, 2008. – 301 с.
11. Остриков, О. М. Напряженное состояние у поверхности кристалла, деформируемой сосредоточенной нагрузкой, при наличии клиновидного двойника / О. М. Остриков // Журнал технической физики. – 2009. – Т. 79, № 5. – С. 137–139.
12. Остриков, О. М. Метод расчета распределения деформаций у клиновидного двойника с использованием подходов макроскопической дислокационной модели / О. М. Остриков // Известия РАН. Механика твердого тела. – 2009. – № 4. – С. 52–58.
13. Шепелевич, В. Г. Структурно-фазовые превращения в металлах / В. Г. Шепелевич. – Минск: БГУ, 2007. – 167 с.
Рецензия
Для цитирования:
Шматок Е.В., Остриков О.М. МЕТОД РАСЧЕТА ПОЛЕЙ СМЕЩЕНИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ СИСТЕМЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНЗОВИДНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ДВОЙНИКОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ В МАРТЕНСИТНОЙ ФАЗЕ МАГНИТНОГО СПЛАВА Ni2MnGa, ОБЛАДАЮЩЕГО СВОЙСТВОМ ЗАПОМИНАНИЯ ФОРМЫ. НАУКА и ТЕХНИКА. 2015;(5):63-70.
For citation:
Shmatok E.V., Ostrikov O.M. METHOD FOR CALCULATION OF DISPLACEMENT FIELDS AND STRESSES IN SYSTEM OF PARALLEL LENTICULAR MECHANICAL TWINS OCCURRING IN MARTENSITIC PHASE OF Ni2MnGa-MAGNETIC ALLOY HAVING PROPERTY OF SHAPE MEMORY. Science & Technique. 2015;(5):63-70. (In Russ.)