镍钛形状记忆合金超弹性本构关系

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1、硕士学位论文镍钛形状记忆合金超弹性本构关系SuperelasticConstitutiveModelofNiTiShapeMemoryAlloy学号：21003005完成’日期：兰Q!墨生墨旦大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明l刚愀05Y24151作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文

2、中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：邀丛型21茎选!』：堡主乞超碰：选生尥耋盖=作者签名：张揭日期：兰!i墨年!月__L日大连理工大学硕士学位论文摘要实验观察发现镍钛合金单晶体在发生马氏体相变时具有层状微结构，本文基于此分别构建了马氏体相变的镍钛合金单晶体和多晶体的细观力学本构关系。单晶本构考虑了两相有差异的各向异性的弹性性质，依据马氏体相变唯象晶体学理论给出了马氏体相变的微观几何参数，认为两相的界面符合理想界面条件。结合界面条件和两相平均关系实现了具有层状微结构的代表性体积单元中两相局部的应力应变和总体应力应变的转换。推

3、导出由弹性应变能和化学能组成的应变能函数，进一步得到相变驱动力的表达式。将相变驱动力的临界值作为一个材料参数，控制马氏体相变及逆相变的发生，与相变驱动力的表达式一起构成马氏体相变及逆相变的控制方程。多晶本构基于应变加载诱发马氏体相变的层状结构的单晶本构，根据Taylor假设进行了平均，实现了从单晶尺度到多晶尺度的转化。应用推导出的本构方程分别对镍钛合金单晶体和多晶体进行了数值模拟。模拟结果很好的描述了镍钛合金的超弹性性能，反应了拉伸与压缩的不对称性、软化、温度对相变的影响，以及随马氏体体积分数的增长微结构的演化，结果符合实验观察，证明本文给出的本构可以为实际中镍钛合金超

4、弹性力学性能的预测提供一定的帮助。关键词：镍钛合金：超弹性：马氏体相变：层状微结构镍钛形状记忆合金超弹性本构关系SuperelasticConstitutiveModelofNiTiShapeMemoryAlloyAbstractBasedontheassumptionoflaminatedmicrostructurefromexperimentalobservationofstressinducedNiTishapememoryalloysmartensitetransformation，micromechanicalconstitutivemodelofNiTisi

5、nglecrystalandNiTipolycrystalarepresented。Differencesofelasticpropertiesbetweenaustenitephaseandmartensitephaseareconsidered．Accordingtophenomenologicalcrystallographytheoryofmartensitictransformation，microstructureparametersaboutmartensitictransformationareobtained。Perfectinterfacialrel

6、ationsareconsidered．Usinginterfacialrelationsandaveragerelationoftwophases，localstressandstrainoftwophasescanbetransitedtooverallstressandstrainofrespectivevolumeelementwithlaminatedmicrostructure．Freeenergyfunctionincludingelasticstrainenergyandchemistryenergyisderived，thenphasetransfor

7、mationdrivingforceisobtained．Criticalvalueofphasetransformationdrivingforceisusedasamaterialconstantwhichcontrolsmartensitephasetransformation，combiningwithexpressionofphasetransformationdrivingforce，equationscontrollingmartensitephasetransformationandreversetransformatio