形狀記憶合金的動態(tài)力學性能研究.pdf

1、形狀記憶合金是一種能夠在溫度和應(yīng)力作用下發(fā)生相變的材料。由于具有獨特的形狀記憶效應(yīng)、相變偽彈性、鐵彈性等特殊功能，近年來日益受到人們巨大的關(guān)注，并迅速在工業(yè)、國防、儀表和醫(yī)療領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
　　采用材料試驗機和SHPB實驗技術(shù)對NiTi形狀記憶合金在不同初始溫度(288K～873 K)和應(yīng)變率（5×10-42.3×103s-1）下的壓縮力學行為進行了實驗研究。結(jié)果表明:馬氏體狀態(tài)下的NiTi合金的力學行為對應(yīng)變率的變化敏感;

2、相變和位錯屈服應(yīng)力隨著應(yīng)變率的增加而增加;相變和位錯應(yīng)變硬化率并不隨應(yīng)變率的增加而變化;應(yīng)力應(yīng)變曲線的可逆非彈性變形前的彈性模量的數(shù)據(jù)點比較分散，但總體趨勢是隨著應(yīng)變率的增加而略有增加，而位錯塑性變形前的彈性模量隨應(yīng)變率的增加而迅速增加;奧氏體狀態(tài)下的NiTi合金隨著實驗溫度的升高，無論是應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變應(yīng)力還是奧氏體相屈服應(yīng)力都逐漸下降，材料表現(xiàn)出溫度軟化效應(yīng)。從超彈性溫度范圍內(nèi)的卸載曲線中觀察到了應(yīng)力誘發(fā)馬氏體到奧氏體的逆轉(zhuǎn)變。<

3、br>　　使用輕氣炮實驗裝置對NiTi合金進行了一維應(yīng)變條件下的沖擊壓縮實驗，得到了NiTi合金的層裂強度。實驗沒有觀察到彈性波，也就是說，沒有發(fā)現(xiàn)雙波結(jié)構(gòu)。
　　利用掃描顯微鏡對壓縮后的試樣進行了微觀分析。準靜態(tài)試樣的破壞為沿450的剪切方向破壞。NiTi合金在一維應(yīng)變條件下受到?jīng)_擊壓縮發(fā)生層裂時，斷裂機理是韌性孔洞聚合形成沿晶開裂和穿晶斷裂相混合的斷裂機制。
　　作為一種智能材料，形狀記憶合金本構(gòu)關(guān)系的研究對其應(yīng)用和發(fā)展

4、至關(guān)重要。本工作在U-6％Nb合金增量型本構(gòu)模型基礎(chǔ)上，通過修正函數(shù)表達式，建立了受包括彈性、晶體重取向（孿晶或退孿晶）、相變和塑性影響的NiTi合金本構(gòu)模型，給出了本構(gòu)模型參數(shù)?；诓牧系南鄨D確定了相變和重取向的非彈性應(yīng)變。本構(gòu)模型得到了馬氏體轉(zhuǎn)變和重取向的影響。采用的相圖是根據(jù)溫度、靜水壓和剪切應(yīng)力來定義的。本構(gòu)模型的預(yù)測結(jié)果和實驗結(jié)果吻合較好，證明了本構(gòu)模型具有獲得材料相應(yīng)物理響應(yīng)的能力。同樣，我們的試驗結(jié)果也證明了在不同溫度時低