TiNi合金的动态伪弹性行为和率相关相变本构模型.pdf

第 卷 第 期 爆 炸 与 冲 击 ， ! ! #$% ! ’$ ! 年 月 ， !(( )*+,-./-’ 0’1 .2-34 50#). 678 !(( !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 文章编号： （ ） 9((9:9; !(( (!:(9(:(= !# 合金的动态伪弹性行为和 率相关相变本构模型 郭扬波，刘方平，载翔宇，唐志平，虞吉林 （中国科学技术大学力学和机械工程系，安徽 合肥 !((! ） 摘要：采用万能材料试验机和.2+? 实验技术对@A’A 形状记忆合金在9( B C B 9和9(! C B 9应变率下的伪弹 性相变行为进行了实验研究。实验数据表明： 合金的相变过程具有应变率效应，其原因主要是相变阻力 @A’A 受应变率影响———应变率越大，相变阻力越大。在三线性热弹性相变模型的基础上，考虑了应变率对相变阻 力的影响，并给出了相变阻力的具体形式，建立了一个一维率相关相变本构模型。模型对@A’A 合金相变行为 的模拟与实验数据吻合较好。 关键词：固体力学；相变本构模型；三线性热弹性理论； 形状记忆合金；相变阻力；应变率 @A’A 中图分类号： 国标学科代码： · 文献标志码： -;; 9 9( 99 0 $ 引 言 相变是材料在一定条件下发生物相突 变的临界现象，相变对材料和结构的力学响 应有重大影响，是继塑性力学之后固体力学 的又一研究热点。 本构关系的研究是材料性质研究的重 要组成部分，材料性质的研究最终都归结为 建立本构模型，因此相变本构研究在相变研 究中占据重要地位。但是迄今为止，有关相 关本构的研究还很不够，动载下材料的相变 图9 @A’A 合金的准静态和 本构描述则更为缺乏。 动态应力:应变曲线 目前相变本构的研究从思路上可分为 DAE 9 FG7CA:CH7HAI 7JK KLJ7MAI ［］ ［］ CH8NCC:CH87AJ IG8ON $P @A’A 7%%$L 三类： 9 ! ,7JK7G 唯象理论 、细观本构理论 ［］ 和三线性热弹性理论 。其中三线性热弹性模型形式简单、便于应用，且模型预测与实验结果能定性相 ［］ 符，是近年来的研究热点。王文强; 由三线性热弹性模型出发并考虑相变速率受应变率影响，建立了一 个一维率相关相变本构模型，该模型能较好的预测硫化镉晶体的冲击相变波形。 我们通过对@A’A 合金实验数据的分析发现相变阻力随应变率增大而增大，但传统模型均未考虑这 一影响。本文中，试图在三线性热弹性模型的基础上，考虑应变率对相变阻力的影响，建立起新的一维 率相关相变本构模型。 ［］ % 实验数据及其分析 实验材料为 合金， ，准静态实验试件为