基于不可逆热力学的形状记忆合金相变塑性统一本构模型研究.pdfVIP

第 48卷 第 2期 四川 大 学学 报 (工 程 科 学版 ) V0l_48No．2 2016年3月 JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY (ENGINEERINGSCIENCEEDITION) M81．2016 文章编号：1009-3087(2016)02-02194)6 DOI：10．15961／j．jsuese．2016．02．032 基于不可逆热力学的形状记忆合金相变塑性统一本构模型研究 陈华燕 ，陈 成 ，曾祥国H，陈 军 ，郭 杨 (1．四川大学 建筑与环境学院，四川 成都 610065；2．北京应用物理与计算数学研究所，北京 100094) 摘 要 ：为获得能够描述形状记忆NiTi合金相变和塑性行为的本构关系，基于不可逆热力学，假设2个内变量 ，分 别推导了相变演化规律和塑性演化规律 ，以及NiTi合金本构模型的主控方程；将导出的本构方程写成 1维的增量 形式，编制Fortran程序，并将本构模型进行了程序实现；结合单轴加载的试验曲线、非线性拟合的方法确定该本构 模型的相关参数；比较试验结果，验证了该本构模型的合理性。该模型能很好地描述随着载荷不断增加 ，NiTi合金 表现出的母相弹性、马氏体相变、马氏体弹性及马氏体塑性流动行为；同时，对于应变率效应也能够较为理想地描 述；所建立的宏观唯象本构模型，参数易确定，为NiTi合金在更加苛刻、极端环境下的工程应用奠定基础。 关键词：不可逆热力学 ；相变演化；塑性演化；形状记忆合金 ；唯象本构模型 中图分类号：TGll3．25 文献标志码：A Unified ConstitutiveM odelforPhaseTransofrmation and PlasticBehaviorof ShapeM emoryAlloyBased on theIrreversible Thermodynamics CHEN Huayan ，CHEN Cheng ，ZENG XiangguoH CHEN Jun ，GUO ， (1．CollegeofArchitectureandEnvironment，SichuanUniv．，Chengdu610065，China； 2．Inst．ofAppliedPhysicsandCompu~tionM Ma~ematics，Beijing100094，China) Abstract：InordertodevelopaconstitutiverelationwhichisabletodescribethephasetransitionandhteplasticitybehaviorofNiTial— loy，basedontheirreversiblehtermodynamics，twointernalvaribaleswereassumedtocharacterizehtephasetransfomrationevolutionnad hteplasticevolutionrespectively，thenamasterequationWas derived．Rewritten inonedimensionincrementalfomr ，hteconstitutive modelwagprogram implementedwithFortrancode，inwhichhteparma etersweredeterminedincombiningwiththeuniaxialexperiment na dthenonlinera fitting．rhemodelvalidati