镍钛铌管连接件多工序组织遗传演变调控形状记忆效应机制

基本信息
批准号:51775441
项目类别:面上项目
资助金额:68.00
负责人:李恒
学科分类:
依托单位:西北工业大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:马俊,张艳红,杨景超,杨恒,唐明武,黄卫良,刘欣
关键词:
形状记忆效应组织遗传演变镍钛铌记忆合金成形成性管路连接
结项摘要

To break through the joining forming challenge with shape forming and property tailoring for "arterial-type" high pressure resistant ducts, a new idea, viz., excavating the shape memory effects (SME) via regulating the genetic evolution of shape memory alloy (SMA) microstructure, is proposed in tandem with the multi-pass characteristics of SMA joining process and the physical essence of the SME dependence on microstructure. To this end, this project is intended to research the advanced separable and shrinkable joining process of nickel-titanium-niobium (NiTiNb) SMA with wide hysteresis. Using the experimental study, microstructure characterization and macro-mesoscopic numerical simulation combining with crystal plasticity theory and solid phase transformation theory, the interplay mechanism between genetic evolution of microstructure and SME of the NiTiNb alloy under different initial microstructure conditions and various thermal-mechanical loadings will be revealed, then for predicting the genetic evolution of microstructure and deformation of tube joints during joining, an accurate and efficient micro-meso unified constitutive models of SMA as well as the thermal-mechanical coupling finite element (FE) models for all through joining process should be established, calibrated and numerical implemented. Based on the above models and using the experiments, the effects of the SMA material, joint geometry and processing parameters on the genetic evolution of microstructure and the joining quality with the high strength titanium alloy tubes will be thoroughly investigated and obtained. Finally, the new method for the integrated design of SMA material, tube joint geometry and processing parameters will be developed with the aim of improving the joining strength and sealing quality. The achievements should be of important scientific significance and application value in realizing the precision joining forming of duct components under high pressure extraordinary service conditions, excavating the application potential of advanced smart materials and enriching the precise plastic forming theory of high performance and light weight components.

针对“动脉血管类”耐高压管路形性一体化连接成形瓶颈,基于记忆合金连接多工序特点和形状记忆效应依赖微观组织的物理本质,本项目提出调控记忆合金组织遗传演变发掘其记忆效应的思路来解决上述难题。以宽滞后镍钛铌记忆合金可拆卸收缩式无扩口连接为对象,拟采用实验研究、组织性能表征、宏细观数值建模结合晶体塑性和固态相变理论,研究揭示记忆合金在不同初始状态和热力加载条件下的组织遗传演变与记忆效应关联机制;研究建立精确高效记忆合金宏细观统一本构模型和连接全过程热力耦合有限元模型;研究阐明材料、几何和工艺参数对高强钛合金管路可拆卸连接全过程组织遗传演变及连接质量的影响规律;以提高连接强度和密封性为目标,研究发展记忆合金管连接件材料-几何-工艺一体化设计新方法。本项目对于实现耐高压超常服役管路构件形性一体化连接成形制造、挖掘先进智能材料应用潜力和丰富航空航天高性能轻量化构件精确成形理论具有重要科学意义和应用价值。

项目摘要

针对“动脉血管类”耐高压管路形性一体化连接成形瓶颈,基于记忆合金连接多工序特点和形状记忆效应依赖微观组织的物理本质,提出了调控记忆合金组织遗传演变发掘其记忆效应的研究思路。基于此,采用实验研究、组织性能表征、数值建模结合固态相变理论,揭示了记忆合金热压缩变形下的形变机理和组织演变特征;阐明了等通道转角挤压大塑性变形晶粒细化对记忆合金记忆性能的影响机制;探明了记忆合金在不同热力加载路径下的组织遗传演变特征与形变机理,阐明了记忆合金微观组织演变与记忆效应的关联机制;建立了记忆合金本构模型和精确高效的连接成形全过程热力耦合有限元模型;探明了材料、几何和工艺参数对高强钛合金管路记忆合金式连接成形全过程组织遗传演变及连接质量的影响规律;以提高连接强度和密封性为目标,发展了记忆合金管连接件材料-几何-工艺一体化设计新方法,实现了管路构件记忆合金式高可靠性连接成形。本项目可为耐高压超常服役管路构件形性一体化连接成形制造和挖掘先进智能材料应用潜力提供理论和技术支撑。研究成果在本领域Int J Plast(IJP)、Int J Mech Sci(IJMS)、J Mater Process Technol(JMPT)、Chinese J Aeronaut(CJA)、J Alloys Compd(JAC)和Mater Sci Eng A(MSEA)等重要期刊发表学术论文25篇,SCI收录18篇;Elsevier出版社出版英文专著1部,英文书章1章;申请国家发明专利4项,获授权2项、公开2项;在重要学术会议做大会、主旨或邀请报告6次。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

感应不均匀介质的琼斯矩阵

感应不均匀介质的琼斯矩阵

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804052
发表时间:2019
5

基于非线性接触刚度的铰接/锁紧结构动力学建模方法

基于非线性接触刚度的铰接/锁紧结构动力学建模方法

DOI:10.19447/j.cnki.11-1773/v.2021.06.005
发表时间:2021

李恒的其他基金

批准号:81902170
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51204008
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39670086
批准年份:1996
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:21502174
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:38671180
批准年份:1986
资助金额:1.00
项目类别:面上项目
批准号:50905144
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90403130
批准年份:2004
资助金额:90.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61605127
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701118
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61803394
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51275415
批准年份:2012
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:21206055
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71804111
批准年份:2018
资助金额:19.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402098
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21402152
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

镍钛形状记忆合金管滚珠旋压变形机制及组织演变机理研究

批准号:51071056
批准年份:2010
负责人:江树勇
学科分类:E0110
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
2

纳米晶镍钛形状记忆合金晶粒尺寸效应及其疲劳寿命的研究

批准号:11602176
批准年份:2016
负责人:尹颢
学科分类:A0808
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

镍钛铌记忆合金宏细观力学行为研究

批准号:10976032
批准年份:2009
负责人:彭向和
学科分类:A31
资助金额:38.00
项目类别:联合基金项目
4

有机纳米改性疏水镍钛形状记忆合金的研究

批准号:51173004
批准年份:2011
负责人:聂琼
学科分类:E0310
资助金额:60.00
项目类别:面上项目