损伤与断裂力学及其工程应用研讨会（2021）

96 / 2021-04-01 18:51:16

形状记忆合金热-力耦合功能性疲劳的实验和理论研究

形状记忆合金,功能性疲劳,热-力耦合,本构模型

       形状记忆合金因其超弹性、单程、双程形状记忆特性被广泛地应用在各种工程领域中。然而，器件、结构在实际服役过程中发生的循环变形将导致功能性疲劳现象的出现，为形状记忆合金长期服役的功能性和稳定性带来了极大的挑战。

      本报告通过实验揭示了形状记忆合金在循环变形过程中的超弹性、形状记忆疲劳现象，并讨论了加载水平、加载率、环境温度、加载路径等因素对功能性疲劳的影响。在对物理机理总结的基础上建立了晶体塑性本构模型。首先，在单晶尺度上建立了考虑多种变形机制的热-力耦合循环本构模型。然后发展了合理度量不同晶粒间交互作用的热-力耦合自洽均匀化方法，并完成了模型从单晶到多晶的过渡。通过对实验结果的模拟和预测，验证了模型的合理性。