形狀記憶合金在三維自適應(yīng)變體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究.pdf

1、作為一種新型的智能材料，形狀記憶合金(Shape Memory Alloy，簡稱SMA)以其獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)(Shape Memory Effect)、偽彈性(Pseudoelasticity)和良好的生物相容性等力學(xué)和物理特性被廣泛應(yīng)用在航空航天、生物醫(yī)藥、土木工程等領(lǐng)域。利用形狀記憶合金材料自主改變飛機(jī)氣動外形以提高飛行效率，優(yōu)化飛機(jī)在不同飛行環(huán)境和任務(wù)條件下的適應(yīng)性已成為一個重要的研究方向。國內(nèi)外眾多學(xué)者展開了相關(guān)方面的研究工作

2、，取得了一定的成果。本文以形狀記憶合金在自適應(yīng)進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究為背景，圍繞形狀記憶合金本構(gòu)關(guān)系的建立和有限元實(shí)現(xiàn)方法展開了研究，主要工作分成以下幾個方面：
　　1.對目前應(yīng)用較為廣泛的形狀記憶合金本構(gòu)關(guān)系模型進(jìn)行總結(jié)和討論，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)論述基于熱力學(xué)理論的Lagoudas本構(gòu)關(guān)系模型，并將Tanaka、Liang和Brinson關(guān)于馬氏體含量與應(yīng)力和溫度的關(guān)系引入到該模型的框架中，建立可完整描述形狀記憶合金相變過程的統(tǒng)一的

3、本構(gòu)關(guān)系模型。
　　2.研究形狀記憶合金本構(gòu)關(guān)系有限元的數(shù)值實(shí)現(xiàn)方法，采取完全隱式應(yīng)力更新算法，推導(dǎo)出形狀記憶合金一致切線剛度矩陣，利用ABAQUS軟件的用戶材料子程序（User Material Subroutine，簡稱UMAT）對本構(gòu)關(guān)系模型進(jìn)行有限元實(shí)現(xiàn)，通過形狀記憶合金結(jié)構(gòu)算例驗(yàn)證材料子程序有限元實(shí)現(xiàn)的正確性。
　　3.研究兩種不同的形狀記憶合金三維結(jié)構(gòu)：條帶和鼓包在溫度加載過程中的熱力學(xué)行為和相變特性。結(jié)果表明，