基于相变诱发塑性和双向形状记忆效应的形状记忆合金有限应变本构模型研究

简介：
该研究致力于开发一种适用于高应力条件下的新型形状记忆合金本构模型，重点探讨了相变诱发塑性及双向形状记忆效应在材料行为中的作用机制。通过建立有限应变框架内的理论体系，为先进工程结构的设计和应用提供了关键的力学基础。 本段落提出了一种基于相变诱发塑性（TRIP）及双向形状记忆效应（TWSME）的三维本构模型来描述形状记忆合金的行为。该模型利用对数应变，能够准确捕捉形状记忆合金在各种热力循环中产生的大变形和旋转现象。通过引入马氏体体积分数、相变应变、内应力以及TRIP应变张量作为内部状态变量，此模型可以有效模拟多轴应力状态下与应力相关的TRIP生成过程，并且还能描述无负载条件下形状记忆合金的TWSME特性。 在有限元分析框架下，通过编写用户定义材料子程序详细实现了该模型。此外还提供了关于如何校准模型参数以及推导连续切线刚度矩阵的具体步骤说明。最后，将利用此模型模拟所得的结果与单轴及多轴应力状态下形状记忆合金的实验数据进行了比较，验证了本构模型在预测伪弹性和驱动响应方面的有效性。