ЗАМКНУТЫЙ ДВОЙНОЙ ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ В ТРЕХСЛОЙНОЙ БАЛКЕ С ВНЕШНИМИ СЛОЯМИ ИЗ СПЛАВА С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ И УПРУГИМ ВНУТРЕННИМ СЛОЕМ. ЧАСТЬ 1. НЕЛИНЕЙНОЕ ОПИСАНИЕ РАБОЧЕГО ХОДА

Abstract

Композиты из сплавов с памятью формы (СПФ) и упругих элементов являются весьма перспективным классом интеллектуальных материалов, которые могут составлять основу для создания силовозбудителей, приводов, актуаторов, манипуляторов многоразового действия. Эти устройства при определенных условиях могут управляемым образом менять свою форму при изменении только температуры активных составляющих из СПФ. В частности, это относится к трехслойным балкам, пластинам и оболочкам с внешними тонкими слоями из СПФ и упругим внутренним слоем. Цикл работы соответствующих элементов сводится к рабочему ходу, в процессе которого в материале одного из активных слоев происходит обратный термоупругий фазовый переход, и холостому ходу, в процессе которого материал того же слоя испытывает прямое термоупругое фазовое превращение. Условием управляемости механическим поведением таких устройств является возможность осуществления в их рамках двойного конструктивного замкнутого эффекта памяти формы, т.е. такого поведения устройства, при котором в процессе холостого хода все элементы устройства возвращаются в исходное состояние, предшествующее рабочему ходу. В данной работе исследованы условия осуществимости такого эффекта в трехслойной балке с внешними тонкими слоями из СПФ и внутренним упругим слоем. В первой части работы представлено аналитическое описание рабочего хода устройства. При решении предполагается, что поведение СПФ описывается в рамках нелинейной модели деформирования СПФ с учетом как фазового, так и структурного механизмов деформирования. Учитывается изменение упругих модулей СПФ при фазовых переходах. Вторая часть посвящена описанию холостого хода и условиям осуществления замкнутого двойного эффекта памяти формы.