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2015 | OriginalPaper | Buchkapitel

Temperature Induced Cubic-to-Tetragonal Transformations in Shape Memory Alloys Using a Phase-Field Model

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Abstract

Shape memory alloys (SMAs) exhibit hysteresis behaviors upon stress- and temperature-induced loadings. In this chapter, we focus on numerical simulations of microstructure evolution of cubic-to-tetragonal martensitic phase transformations in SMAs in 3D settings under the dynamic loading conditions. A phase-field (PF) model has been developed to capture coupled dynamic thermo-mechanical behavior of such SMA structures and the system of governing equations have been solved numerically using the isogeometric analysis. Temperature induced reverse and forward transformations have been applied to a cubic SMA specimen, starting with evolved accommodated martensitic microstructure. We have observed that during the forward transformation, the martensitic variants nucleate abruptly. The transient microstructures are aligned along \(\left[ 110 \right]\) planes, which is in accordance with the crystallographic theory and experimental results.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bhattacharya, K.: Microstructure of Martensite: Why it Forms and How it Gives Rise to the Shape-Memory Effect. Oxford University Press, ISBN: 9780198509349 (2003) Bhattacharya, K.: Microstructure of Martensite: Why it Forms and How it Gives Rise to the Shape-Memory Effect. Oxford University Press, ISBN: 9780198509349 (2003)
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Zurück zum Zitat Otsuka, K., Wayman, C.: Shape Memory Materials. Cambridge University Press, ISBN: 052144487 (1999) Otsuka, K., Wayman, C.: Shape Memory Materials. Cambridge University Press, ISBN: 052144487 (1999)
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Zurück zum Zitat Sapriel, J.: Domain-wall orientations in ferroelastics. Phys. Rev. B 12(11), 5128 (1975) Sapriel, J.: Domain-wall orientations in ferroelastics. Phys. Rev. B 12(11), 5128 (1975)
Metadaten
Titel
Temperature Induced Cubic-to-Tetragonal Transformations in Shape Memory Alloys Using a Phase-Field Model
verfasst von
R. Dhote
H. Gomez
R. Melnik
J. Zu
Copyright-Jahr
2015
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-12307-3_26

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