一种新的超弹性形状记忆合金本构模型

Graesser模型以应力-应变增率形式表述了形状记忆合金(SMA)本构关系,具有形式简单、能反映SMA动态力学特性的优点;但忽略了加载路径对模型参数的影响,造成预测误差.依据超弹性SMA的拉伸试验结果,在Graesser模型基础上提出了改进模型:将滞回曲线分为加荷阶段、卸荷至马氏体逆相变完成阶段、母相弹性卸荷阶段三部分,每部分采用各自的参数.数值模拟比较表明:改进模型能很好地捕捉超弹性SMA在静荷下的应力-应变特征,在一定程度上反映加荷速率对其滞回性的影响,且较Graesser模型具有更高的预测精度.     

基于形状记忆合金超弹性的减振研究

章介绍了形状记忆合金(SMA)的一种本构关系和一种简单实用的回复力模型及其回复力公式，并对SMA复合梁的减振机理进行了分析和推导。试验结果表明，SMA具有较好的减振效果，是一种优质的减振材料。     

超弹性本构模型对UHMWPE的适用性

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是高分子聚合物的一种,在使用过程中既有弹性的一面,也有非弹性的一面.以弹性为基础,从线性和非线性角度出发,通过单轴拉伸实验获得UHMWPE的力学性能曲线,对比实验曲线和本构模型拟合曲线,讨论了Ogden超弹性模型对UHMWPE力学性能拟合的适用性.结果表明Ogden超弹性本构模型可以很好...     

形状记忆合金本构模型的热力学框架

基于形状记忆合金(SMAs)在相交过程中的热力学势和能量耗散来建立形状记忆合金的本构模型框架，通过采用不同独立变量(应力、应变、温度和熵)的组合来选择不同的能量函数(内能、Helmhohz自由能、Gibbs自由能和焓)，用内状态变量考虑相交过程中的能量耗散，则SMAs的本构模型完全可以由热力学势及能量耗散函数来建立，实例表明其可行性.     

基于形状记忆合金超弹性的减振研究

文章介绍了形状记忆合金(SMA)的一种本构关系和一种简单实用的回复力模型及其回复力公式 ,并对SMA复合梁的减振机理进行了分析和推导。试验结果表明 ,SMA具有较好的减振效果 ,是一种优质的减振材料。     

薄膜超弹性本构模型及其在空气垫中的应用

为了在有限元分析中精确地描述空气垫的力学行为,研究了空气垫聚合物薄膜的本构模型及其在空气垫缓冲性能分析中的应用.基于聚合物薄膜的单向拉伸试验,提出了一种可压缩超弹性本构模型,并通过数据拟合,获得了本构模型的参数.通过空气垫静态压缩试验和模拟的对比,验证了本构模型的适用性,并将此聚合物薄膜的本构模型应用到空气垫的有限元参数分析中,分析了充气压力对空气垫性能的影响.     

土体本构模型评述

从理论上和实际应用上评述了土体本构模型中的弹性本构模型、弹塑性本构模型及流变本构模型的建立、应用范围和局限性,认为：目前的土体本构模型,便于计算的,过于简化而不实用,而符合实际的,参数较难测定且复杂,难于推广;当前,还没有一种能全面、正确地表述任何加载条件下的各类土体本构特征的本构模型,有必要进一步发展准确实用的土体本构理论。     

超弹性固体混合物的等效本构方程

本文证明了超弹性固体混合物的本构等效均匀体也是超弹性固体,其等效比自由能等于各部分物体自由能的体积均值,用第一类 P-K 应力描写的等效比Gibbs 函数也等于各部分物体比 Gibbs 函数的体积均值.但用其他伪应力描写的等效比 Gibbs 函数具有较复杂的计算式,不等于其体积均值.     

两轴向磁场时磁控形状记忆合金的本构模型

采用热力学方法推导了磁控形状记忆合金在两轴向磁场作用下的力学本构模型,考虑了马氏体变体再取向的驱动力和阻力的平衡状态,建立了马氏体变体再取向的动力学方程。该模型用于分析NiMnGa单晶试样在双向磁场作用下的非线性力学行为和滞后效应,结果表明模型的预测数据和实验结果吻合性较好,从而说明模型是可行的。     

考虑温度记忆效应的形状记忆合金本构模型

近年来在形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）中发现的由于不完全马氏体逆相变引起的温度记忆效应,在智能材料与结构等领域具有潜在的应用价值,建立克服现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应这一局限性的SMA本构模型具有理论和工程实际意义．本文在前期研究的基础上,基于作者提出的形状记忆因子的概念,综合运用热力学、连续介质力学和马氏体相变学的相关理论,建立了描述SMA的形状记忆因子、应力、温度间关系的形状记忆方程和描述SMA的应变、应力、温度间关系的力学本构方程．由形状记忆方程和力学本构方程构成的SMA本构模型,克服了现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应的局限性．数值结果表明,该SMA本构模型能有效描述经历不完全马氏体逆相变的SMA的热力学行为,可为SMA温度记忆效应的应用研究提供理论基础．     

形状记忆合金的一种基于热力学定律的本构模型

在Tanaka本构理论、Liang-Rogers本构理论以及Brinson本构理论的基础上,应用热力学定律,结合差示扫描量热仪(DSC)的实验数据,经理论推导给出了一种描述形状记忆合金相变过程中应力、应变、温度以及马氏体体积分数相互耦合的唯像本构模型,并在形状记忆合金的几种典型的物理状态下和经典的理论模型进行了对比性研究.结果表明,所提出的基于热力学定律的本构模型和经典的Liang-Rogers理论保持了较好的一致性.     

基于新型形状记忆合金阻尼器的减振研究

基于现有形状记忆合金阻尼器的优点提出了一种新型形状记忆合金阻尼器,描述了它的工作原理并给出了具体构造,适当确定框架结构安装此种阻尼器的数量,用时程分析的方法比较了安装和未安装此种阻尼器的减振效果,说明了形状记忆合金在结构振动控制方面的有效性与适用性．     

Exploitation of shape memory alloy actuator using resistance feedback control and its development

The relationship between phase transformation and electric re sistivity of Ti-42.6Ni-7Cu SMA was investigated. In the isothermal tensile tests, stress—strain curve shows large hysteresis and nonlinearity, whereas the resistivity—strain curve can be fitted by linearity. The resistivity of SMAs can be determined from the volume fractions of the martensitic and austenitic phas es. This characteristics leads to that the resistance of the SMAs is used as a parameter of strain of SMAs. A SMA actuator using resistance feedback control system was proposed, which can control and retain positioning at any positions without using sensor devices, and the deviation of position of this system was less than 3 μm.     

Fe-Mn-Si记忆合金激光焊接数值模拟

利用有限元方法,对Fe-Mn-Si记忆合金平板激光对接焊的温度场和应力场进行三维数值模拟。根据激光焊接特点,建立表面高斯热源和锥形体热源结合的复合热源模型,并编制APDL子程序实现焊接热源的加载和移动。结合材料非线性、相变潜热、边界换热条件等因素,通过模拟计算得到焊接过程中瞬态温度场分布和熔池尺寸,并分析整体温度场分布、焊接热循环特性。焊缝熔合线和尺寸的模拟结果与实际结果吻合良好,验证了模型的正确性。在温度场计算结果基础上,利用间接耦合法,对Fe-Mn-Si记忆合金激光焊的动态应力场和残余应力进行模拟计算,得到焊后最大残余应力为247 MPa,接近其屈服强度。     

磁控形状记忆合金Ni2MnGa解析模型及特性

系统地阐述了磁控形状记忆合金的微结构、相变机理和形状记忆效应。利用自行设计的实验装置研究了Ni2MnGa合金样品在静态直流下的应力、磁场和形变之间的关系,绘出了不同压应力下磁场强度与变形的实验曲线,给出了O＇Handley解析热力学模型,并与实验结果进行了比较。实验结果证明,Ni2MnGa合金变形率随着压应力的增加而减小,随磁场强度的增加而增大。这为Ni2M“G“合金的实际应用打下了理论和实验基础。     

TEM observation of oxidation of CuZnAlMnNi shape memory alloy

The atmospheric oxidation of a quenched CuZnAlMnNi alloy after ion-polishing was examined by transmission electron microscopy (TEM). It was found that a lot of oxide grains with various sizes yield homogeneously on the surface of the alloy after exposure at room temperature for 90 d. The grains mainly form along the planes of stacking fault, meanwhile, they can also be observed at the stacking fault tetrahedrals or around the dislocation lines. The formation of the oxides gives rise to the reduction of the stacking faults, and even complete disappearance in some zones, which is partly responsible for the decrement of shape memory effect (SME) of the alloy quenched during long-term holding at room temperature.     

实用性Cu-Al-Mn-Zn单向形状记忆合金的研究

通过恰当的成分设计 ,研制出一种具有高强度、高塑性、同时又有较好的单向形状记忆效应的Cu Al Mn Zn合金 .通过加入适量的Zn来稳定马氏体使其As 点高于 30 0℃ .这种合金的硬度达取HRC2 3以上 ,强度达 2 5 0MPa以上 ,塑性达 7%以上 ,其形状恢复率达70 %以上 .用此合金制造常温下工作的联结件 ,具有生产方法简单 ,成本低廉 ,性能稳定的特点 .