NiTi合金的超弹性力学特性及其应用

前言

第1章概述

1.1形状记忆合金的发展历史

1.2形状记忆合金的基本概念

1.2.1热弹性马氏体相变

1.2.2形状记忆效应

1.2.3超弹性

1.2.4形状记忆与超弹性的关系

1.3NiTi合金的基本性能数据

1.4NiTi合金超弹性力学性能的研究现状

1.4.1实验研究

1.4.2本构模型研究

参考文献

第2章宏观本构模型及有限元格式

2.1相变模型

2.1.1控制变量和内部变量

2.1.2相变以及激活状态

2.2塑性变形模型

2.3ABAQUS软件用户材料子程序UMAT

2.4有限元实现

2.4.1本构模型的离散化

2.4.2UMAT中的计算流程

2.4.3UMAT中的具体计算

2.5模型的特性分析

2.6模型的应用

2.6.1CT试样裂纹尖端相变场分析

2.6.2形状记忆合金的(扭)弯曲性能

2.6.3形状记忆合金复合材料

2.6.4晶粒各向异性对晶体相变的影响

2.7结论

参考文献

第3章细观本构模型及有限元格式

3.1马氏体相变晶体学

3.1.1唯象理论概要

3.2.2NiTi合金中B19马氏体的孪晶

3.2.3B2奥氏体到B19马氏体的点阵变化

3.1.4B19马氏体的变体

3.2马氏体相变热力学

3.3塑性变形晶体学

3.4细观力学模型

3.5本构模型的有限元实现

3.5.1本构模型的离散化

3.5.2相变过程中本构变量的演化

3.5.3塑性变形时本构变量的演化

3.5.4UMAT中的具体计算

3.5.5UMAT中的计算流程

3.6模型特性分析

3.6.1材料常数

3.6.2有限元模型

3.6.3相互作用能矩阵的影响

3.6.4织构的影响

3.6.5加载速率的影响

3.7结论

参考文献

第4章单次加载-卸载超弹性力学性能

4.1特征量的定义

4.2温度的影响

4.3加载速率的影响

4.4塑性变形的影响

4.5应力状态的影响

4.6数值模拟

4.6.1温度的影响

4.6.2塑性变形的影响

4.6.3应力状态的影响

4.6.4双轴加载下的马氏体相变初始面

4.6.5单轴加载下的马氏体局部化条带演化

4.6.6表面粗糙度对NiTi合金超弹性性能的影响

4.6.7带孔板在双轴加载下的力学响应

4.7结论

参考文献

第5章循环加载-卸载超弹性力学性能

5.1单轴拉伸加载

5.1.1应力应变曲线特性

5.1.2应变特性

5.1.3相变应力特性

5.1.4能量特性

5.2纯扭转加载

5.2.1应力-应变曲线特性

5.2.2应变特性

5.2.3能量特性

5.3双轴加载

5.3.1应力-应变曲线特性

5.3.2应力特性

5.3.3能量特性

5.4结论

参考文献

第6章静载断裂特性

6.1引言

6.2实验材料

6.3断裂韧性KIC实验

6.4缺口形式对拉伸断裂性能的影响实验

6.5有限元分析

6.5.1CT试样

6.5.2缺口试样

6.6结论

参考文献

第7章疲劳特性

7.1引言

7.2单轴加载

7.2.1加载频率和应力幅值对疲劳寿命的影响

7.2.2拉伸和扭转载荷下疲劳性能的比较

7.3双轴加载

7.3.1相位角和应变幅值对疲劳寿命的影响

7.3.2相位角和应变幅值对疲劳载荷的影响

7.4局部三轴应力状态对疲劳性能的影响

7.4.1实验

7.4.2有限元分析

7.5结论

参考文献

第8章超弹性NiTi合金的应用

8.1引言

8.2医用支架

8.2.1简介

8.2.2支架单元的力学性能分析

8.2.3整体支架的力学性能分析

8.3形状记忆合金隔震减震装置

8.3.1简介

8.3.2中心牵引型阻尼器

8.3.3安装NiTi形状记忆合金超弹性拉索耗能器的框架结构振动性能

8.4形状记忆合金防松均载装置

8.4.1简介

8.4.2防松均载垫圈的力学性能

参考文献

　　本书是针对NiTi形状记忆合金超弹性力学性能的一本专著，是NiTi形状记忆合金的超弹性力学性能的实验研究和应用研究的系统化与理论化成果。　　本书共分为8章，内容包括NiTi形状记忆合金的宏观本构模型、细观本构模型及其有限元程序的实现，单次加载卸载的力学性能，循环加载-卸载的力学性能，断裂性能，疲劳性能以及超弹性性能在医用支架、隔震减震装置和防松均载装置中的应用。　　本书是针对NiTi形状记忆合金超弹性力学性能的一本专著，是NiTi形状记忆合金的超弹性力学性能的实验研究和应用研究的系统化与理论化成果。　　本书共分为8章，内容包括NiTi形状记忆合金的宏观本构模型、细观本构模型及其有限元程序的实现，单次加载卸载的力学性能，循环加载-卸载的力学性能，断裂性能，疲劳性能以及超弹性性能在医用支架、隔震减震装置和防松均载装置中的应用。　　本书可作为力学、材料科学专业研究生的教材，也可供相关专业的研究人员和工程技术人员参考。