镍钛微管拉扭实验装置的研制.pdf

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1、第29卷第6期深圳大学学报理工版Vol_29No．62012年11月JOURNALOFSHENZHENUNIVERSITYSCIENCEANDENGINEERINGNOV．2012【自控精仪／AutomaticControlandPrecisionInstrumentation】镍钛微管拉扭实验装置的研制冯平，程涛，彭小波．林日强深圳大学机电与控制工程学院，深圳518060摘要：研制形状记忆合金微管专用的拉扭实验装置．根据形状记忆合金在应力作用下会发生马氏体相变、具有多尺度效应的力学特性，提供多种高精度拉扭复合加载路径，基于

2、单个弹性元件实现正一剪应力测量，基于数字图像处理实现非接触、直接、同步及全场的正一剪应变测量，设定适合的照明光路支持试件表面形貌演化的拍摄．利用研制的装置对形状记忆合金微管进行系统的准静态拉扭实验，发现变形失稳现象，这可支持此类材料的本构关系研究．关键词：形状记忆合金；NiTi微管；拉扭试验机；应变测量；变形失稳；微创手术器械中图分类号：TG139．6文献标识码：Adoi：10．3724／SP．J．1249．2012．06492Developmentofacombinedtension--torsiontestingmach

3、ineforNiTishapememoryalloymicrotubingFENGPing'CHENGTao，PENGXiao-bo，andLINRi—qiangCollegeofMechatronicsandControlEngineering，ShenzhenUniversity，Shenzhen518060，P．R．ChinaAbstract：Aspecialcombinedtension—torsiontestingmachinehasbeendevelopedfortheshapememoryalloymicrot

4、ubewhichisbecomingmoreandmorewidelyused．Shapememoryalloymaybesubjectedtomartensiticphasetransitionunderstress．Thereismulti—scaleeffectinitsmechanicalbehavior．Accordingly，thetestingma—chineoffersaseriesofcombinedtension-torsionloadingpathswithhigh-precisioncontrol，a

5、chievesnormalandshearstressmeasurementbyasingleelasticcomponent，achievesnon—contact，direct，synchronized，andfull—fieldnormalandshearstrainmeasurementbasedondigitalimageprocessing，andprovidesoptimizedlightingforphotographingofthemorphologyevolutionofspecimensurface．B

6、ythismachine，wefirstcompletesystematicquasistaticcombinedtension—torsiontestsonshapememoryalloymicrotubeandfindsomenewphenomenaofde—formationinstability．Itisvaluablefortheresearchontheconstitutiverelationofthiskindofmateria1．Keywords：shapememoryalloy；NiTimicrotubin

7、g；tension-torsiontestingmachine；strainmeasurement；de．formationinstability：minimallyinvasivesurgicalinstruments形状记忆合金应用最广泛的典型代表是接近等钢，NiTi微管主要用于制造血管内壁支架和微创手原子比的镍钛合金(NiTi)．NiTi的机械和物化性术器械，其外径(约0．06mm)在人体血管内径的能稳定，可恢复变形大，生物相容性优于医用不锈尺寸范围内．NiTi微管材料由纳米级晶粒的多晶体Received：2叭l一06

8、．15；Revised：2012．09．17：Accepted：2012—10．17Foundation：NationalNaturalScienceFoundationofChina(107O2O4_4)；ComprehensiveStrategicCooperationPr~ectof