應變率對NiTi形狀記憶合金力學性能的影響研究.pdf

1、超彈性多晶NiTi形狀記憶合金拉伸過程中伴隨著材料的局部變形失穩(wěn)和相界面的傳播。實驗觀察到合金中移動相界面的個數(shù)和熱--機械性能(如傳播應力、應力滯后和阻尼性能等)都與加載的速率直接相關(guān)，其主要原因是相變過程中相變潛熱的釋放/吸收導致了合金溫度的變化從而改變了合金相變應力的大小。本文分析了相變過程中一維超彈性NiTi形狀記憶合金在不同應變率和熱邊界條件以及不同熱源形式下的軸向溫度變化。通過比較不同邊界條件下的軸向溫度，發(fā)現(xiàn)試件與加載環(huán)境

2、的熱交換，尤其是試件端部與加載環(huán)境，直接影響到合金的熱--機械性能。通過建立相界面的溫度，材料內(nèi)部的Clausius-Clapeyron方程，熱邊界條件和應變率的耦合關(guān)系，分析合金中新的相界面的形成。除此之外，本文還提出了一個分析試件端部與試驗機夾頭熱交換的簡單模型，此模型在試件有效長度較長時退化到經(jīng)典的Dirichlet邊界條件，在試件有效長度較短時又與Neumann邊界條件的溫度演化做了對比。最后，基于細觀力學衍生模型，使用率無關(guān)的