考虑磁场影响的磁性形状记忆合金分段线性化超弹性本构模型研究

• 作者: 陈超 陈鑫 刘涛 孙勇 还毅 唐柏鉴
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 工学
• 关键词: 磁性形状记忆合金 超弹性 本构模型 马氏体重定向 塑性理论
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 其他工程学科|OTHER ENGINEERING DISCIPLINES
• 页码范围: 243-256
• 页数: 14页
• 分类号: TG139+.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.12.0870

摘要

磁性形状记忆合金(Magnetic Shape Memory Alloy,MSMA)作为一种新型智能材料,同传统温控形状记忆合金一样具有形状记忆效应和超弹性效应.现有的MSMA本构模型大多存在理论性强、形式繁杂、参数较多等问题,不利于实际工程应用.为此,该文借助线性化方法,建立了超弹性MSMA分段线性化应力-应变关系;引入应力择优取向马氏体变体体积分数作为内变量,基于塑性理论框架,构建了MSMA分段线性化超弹性本构模型;提出了描述临界应力与环境磁场关系的Logistic关系函数,并基于试验数据拟合了关键参数;利用所建立的本构模型对考虑磁场影响下的MSMA超弹性进行了数值模拟,并从滞回曲线形状和滞回耗能两个方面与试验结果对比.结果 表明:所提出的临界应力与环境磁场关系函数拟合优度可达0.993;材料本构模型预测曲线与试验结果较为接近,理论耗能能力与试验结果误差平均为11.9％.因此,模型能够较为准确地模拟MSMA的超弹性变形过程和耗能能力,为预测考虑磁场影响的MSMA超弹性特性提供了一种简便方法.