固态热机设计中形状记忆合金的本构理论及其应用

以母相的各个不同取向以及马氏体格点对应变体的各个不同位相对材料进行分组，以每个组份的体积分数为内变量，导出内变量所对应的热力学力的表达式。分别给出正相变、逆相变过程以及重取向过程的相变形核临界条件和相变演化方程。通过变体组合的方法，建立子单晶体和多晶体形状记忆合金的相变本构理论，以及便于工程应用的取向元模型。对多晶体形状记忆合金在各种复杂加载路径下的响应进行了数值模拟。数值模拟结果与实验吻合良好。导出马氏体相变过程中的热传导方程。对曲柄式钛镍合金固态热机的换能过程进行了数值模拟。理论预测结果与实验吻合。数值模拟结果表明；为了提高热机效率，应该力求使得材料在循环过程中产生较大的相变塑性应变。