崔世堂,　刘淑莉，　王　波，　张　科

(1.中国科学技术大学 中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽 合肥　230026； 2.陆军军官学院 四系,安徽 合肥　230031)



伪弹性形状记忆合金梁弯曲特性研究

崔世堂1,2,刘淑莉2，王波1，张科1

(1.中国科学技术大学 中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽 合肥230026； 2.陆军军官学院 四系,安徽 合肥230031)

基于理想伪弹性形状记忆合金的非线性应力应变关系,文章对形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)梁在纯弯曲载荷作用下的力学行为进行了研究；给出了加卸载过程中应力、弯矩和曲率之间的解析表达式,弯矩曲率关系呈现明显的非线性滞回特性；揭示了梁截面上各相的发展演化以及相边界的运动规律。在加载阶段相边界均随弯矩的增大向中性层移动,而在卸载阶段相边界的变化规律不仅与加载结束时表层材料所处的状态有关,还与卸载的程度有关,表现出与加载阶段完全不同的特性。

形状记忆合金;纯弯曲;相变;弯矩曲率关系

形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)是一类特殊的兼有功能性和结构强度的智能材料,近年来已受到材料科学和工程界的重视,在机械、航天及医学等领域逐步得到应用。其最引人注目的2个特性是伪弹性(pseudo-elastic,PE)和形状记忆效应(shape memory effect,SME),其变形和吸能的物理机制在于热弹性奥氏体相和马氏体相的相互转化[1-2]。当材料处于形状记忆状态时,在经历较大变形后会留下残余变形,只要适当加热,变形即可恢复;材料处于伪弹性状态时,当加载应力超过某一临界值,将产生应力诱发马氏体相变,相变结束后,材料由奥氏体相转变成马氏体相。……