【摘 要】
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形状记忆合金是现代科学技术中应用广泛,并且很有发展前途的功能材料.研究它的本构行为具有着重要的理论和应用价值.该文针对形状记忆合金的本构模型和马氏体热弹相变有限元
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形状记忆合金是现代科学技术中应用广泛,并且很有发展前途的功能材料.研究它的本构行为具有着重要的理论和应用价值.该文针对形状记忆合金的本构模型和马氏体热弹相变有限元数值模拟进行了如下一些研究工作: 基于Brinson的一维本构模型,通过引入等效应力和等效应变,将其推广到三维情况.在这个三维模型中,代表马氏体百分含量的内变量ξ被分解为应力诱发和温度诱发的两部分,同时引入了变参数的材料常数.单拉、纯剪两种情况下的数值模拟结果表明这个三维本构能够很好的反映出形状记忆合金的伪弹性和形状记忆效应.我们将Demmer1e和Boeh1er提出的基于实验区应力标准差的数学判据应用于有限元方法中,通过ABAQUS对形状记忆合金的十字拉伸试件进行了优化设计.优化后试件的应力位移分布图比原有的Kelly试件有了较大的改进.在各向同性材料下优化所得的试件尺寸应用到正交各向异性材料中,经过计算表明该试件尺寸同样适用于各向异性材料.在此基础上,我们将形状记忆合金的三维本构加入,首次针对在双轴拉伸复杂加载条件下马氏体相变过程在试验区中引起的应力应变变化进行了有限元模拟,其计算模拟的结果和实验结果吻合得很好.
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