多场耦合下铁磁形状记忆合金本构行为的跨层次分析

从多场耦合的角度出发，通过实验和理论来分析铁磁形状记忆合金在力热磁载荷下的宏观响应及微观机理，发展一种基于微结构的跨层次分析方法，有效描述复杂服役环境中铁磁形状记忆合金的本构关系。本项目统筹考虑磁场、应力、温度等因素，研究多场作用下不同微结构（磁畴、马氏体变体、相、晶界等）的特性、演化机理及其表征方法，探讨相变动力学、变体重取向的规律及对材料宏观行为的影响，建立基于微结构的宏细观本构模型，描述简单及多轴复杂加载条件下铁磁形状记忆合金单晶和多晶的响应特性。本研究将丰富铁磁形状记忆合金的本构理论，并对材料的实际应用具有重要价值。

在力磁多场环境下材料的行为响应与材料的微结构机理息息相关。在本项目的实施过程中，我们重点建立了从微观结构到宏观响应之间的关联，利用跨层次的分析方法研究了材料的本构行为。通过研究力磁多场中材料内部的微结构特性及其受力分析，建立了不同微结构的表征方法，并基于其在环境改变时的演化机理，得到了微结构的动力学描述，采用双曲正切函数表达变体重取向过程。在深刻理解材料微观机理的基础上，构建了能反映结构特征的代表性体积单元，结合能量最小化原理和动力学演化，得到了材料在不同加载条件下的行为表达，对磁致应力、磁致应变、等效模量等能够进行正确的描述。总的来说，如期完成了该课题的研究内容并基本达到了预期要求。