基于变形带图象演化的形状记忆合金本构关系的实验研究

形状记忆合金具有应力-热诱发相变的特性和明显的材料结构层次性，力学行为非常复杂，变形过程涉及微观尺度的固有不稳定性和相变域演化，并可能逾渗到宏观尺度，形成变形带并伴随着力学响应的突变；至今尚未建立通用的适合工程应用的本构关系。.本项目拟确定变形带的二维及三维形貌演化规律，与相应的理论模型有限元分析进行比较，探索建立此类材料准确的本构关系，突破仅依靠应力－应变响应的传统方法。实验对象为镍钛形状记忆合金，拟根据薄片、丝/棒、管形试件的变形特点改进已有的专用测试系统，进行多组不同温度、应变率和加载/卸载路径条件下的位移和力控制拉－扭实验，记录应力和应变数据、拍摄表面形貌演化过程、红外热像仪全场测量表面温度、三维轮廓仪扫描变形带锋面细节，从而全面和定量地了解变形失稳现象。本项目的研究有助于提高非线性系统失稳及界面形态的稳定性与演化的认识，有助于理顺此类材料变形行为与多尺度现象之间的关系。