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1、(10)申请公布号 CN 102831329 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 1 3 2 9 A *CN102831329A* (21)申请号 201210343674.2 (22)申请日 2012.09.17 G06F 19/00(2011.01) C22F 1/08(2006.01) (71)申请人镇江忆诺唯记忆合金有限公司 地址 212009 江苏省镇江市国家高新技术产 业园区兴泽支路5号 (72)发明人齐克尧 刘光磊 司松海 李晓薇 刘海霞 杨嵩 (54) 发明名称 一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动 力学计算方法 (57) 摘要 一种。
2、CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动 力学计算方法，属于形状记忆合金领域，其特征在 于：在马氏体分数不变的情况下，形状记忆合金 变形过程中，热弹性马氏体的不断变化是实现记 忆性能的关键，所以在约束态逆相变过程中，考虑 记忆合金在某一状态( )处于平衡。当 温度增加dT时，记忆合金的状态由( ) 变为( + + + )并处于新的 平衡。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/2页 2 1.一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动力学计算方法，其特征在于：在。
3、 马氏体分数不变的情况下，形状记忆合金变形过程中，热弹性马氏体的不断变化是 实现记忆性能的关键，所以在在约束态逆相变过程中，考虑记忆合金在某一状态( )处于平衡，当温度增加dT时，记忆合金的状态由( )变为( + + + )并处于新的平衡。 2.根据权利要求1所述一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动力学计算方法；第 一步，温度增加时不发生相变，则应力有增量，SMA的状态变为( + + )， 应力增值应满足Clausius Clapeyron方程.应力的增加会引起SMA的弹性应变， = / = ( - )+ 由下式表示: 式中：；。 3.根据权利要求1和权利要求2所述一种CuAlMn记忆合。
4、金热弹性马氏体相变动力学 计算方法；第二步，保持温度+不变,再将SMA的外力卸载，使SMA的应变减少 ，在SMA的卸载时会发生SMA的逆马氏体相变，此时 此时马氏体分数有一个增量，SMA的状态变为（ ）应力变化 为： 即式 这就是回复力与温度的关系式，其中：为逆相变过程中温度与应力的转换系数， ，为逆相变热函，可通过试验确定，可以近似一常数，而 较为复杂，温度高于时，可认为是一个常量；温度低于时，= ;当温度处于与之间时，由逐渐过渡到，可用下式描述随温度的变化： 。 权 利 要 求 书CN 102831329 A 2/2页 3 4.根据权利要求1、权利要求2和权利要求3所述一种CuAlMn记忆。
5、合金热弹性马氏体 相变动力学计算方法，就是 （可通过实验确定） 。 权 利 要 求 书CN 102831329 A 1/3页 4 一种 CuAlMn 记忆合金热弹性马氏体相变动力学计算方法 技术领域 0001 本发明属于形状记忆合金领域，特指一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动 力学计算方法。 背景技术 0002 在工程应用中,需要准确了解回复力与一些状态参量如温度的关系。 人们发展 了一些数学模型，用以定量模拟各种因素影响下回复力的数值。目前，对回复力的计算主要 采用文献中 TANAKA K A. Thermomechanical sketch of shape memory effe。
6、ct：one dimensional tensile behaviour. Res Mech，1986，18：251263提出的记忆合金的 本构关系，但研究表明：文献中的模型只适用于合金材料预应变量较小的情况，应变量较大 时，计算结果就与实验数据有较大的出入。 0003 本发明针对这一问题，开发出一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动力学计 算方法。 发明内容 0004 本发明的目的提供一种CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变动力学计算方法。以 满足工程等领域的需求。在介绍演绎过程之前，先将各参数陈列如下： /K 油槽温度 /MPa 为回复应力 /% 为马氏体分数 /K 马氏体相变开始温度。
7、 /% 相变平衡温度 /% 母相转变开始温度 /% 母相转变终了温度 /% 预应变 /% 材料最大可回复应变 /GPa 逆相变过程温度与应力的转变系数 /GPa 记忆合金的弹性模量，与材料中马氏体分数有关 /GPa 材料马氏体弹性模量 /GPa 材料母相弹性模量 /GPa 记忆合金伪弹性曲线卸载平台的斜率，称为伪弹性卸载模量 其特征在于：在马氏体分数不变的情况下，形状记忆合金变形过程中，热弹性马氏体的 说 明 书CN 102831329 A 2/3页 5 不断变化是实现记忆性能的关键，所以在在约束态逆相变过程中，考虑记忆合金在某一状 态( )处于平衡.当温度增加dT时,记忆合金的状态由( )变。
8、为( + + + )并处于新的平衡,其应力增加量可由以下两步求得。 0005 第一步，温度增加时不发生相变,则应力有增量,SMA的状态变为( + + )，应力增值应满足Clausius Clapeyron方程。应力的增加会引起SMA的弹性 应变， = / = ( - )+ 由下式表示: 式中：； 第二步，保持温度+不变,再将SMA的外力卸载,使SMA的应变减少。在 SMA的卸载时会发生SMA的逆马氏体相变，此时 此时马氏体分数有一个增量，SMA的状态变为（ ）应力变化 为： 即式 这就是回复力与温度的关系式，其中：为逆相变过程中温度与应力的转换系数， ,为逆相变热函，可通过试验确定，可以近似一。
9、常数。而 较为复杂，温度高于时，可认为是一个常量；温度低于时，= ;当温度处于与之间时，由逐渐过渡到，可用下式描述随温度的变化： 这样，SMA的回复（应）力就是 说 明 书CN 102831329 A 3/3页 6 （可通过实验确定） 附图说明 图1 90K( )材料实验应力与计算应力的比较 图2 100K( )材料实验应力与计算应力的比较 由图1和图2可见，试验结果与计算结果基本吻合，温度升高时，理论应力比试验数据 稍微高出一个平阶，该差距随着应变量的增加而减小。 具体实施方式 0006 实施例1 以90K ( ) 100K ( )，两材料5.725预应变为例，用所建立的计算方法对拉 伸丝材。
10、作温度-回复应力预算，与实际的拉伸试验数据加以对比，验证计算方法的可行性。 表1是两材料的力学性能参数。 0007 表1 90K ( )、100K ( )两材料的力学性能参数 / / / / r/ L/ 90K(Ms) 90 77 87 98 5.725 2.6 100K(Ms) 100 81 87 109 5.725 2.5 / / / 90K(Ms) 2.33 35 3.4 35 77 100K(Ms) 2.45 36 3.6 36 79 利用计算方法获得的计算结果，与试验结果加以对照，如图1和图2所示。由图1和图 2可见，温度升高时，理论应力比试验数据稍微高出一个平阶，该差距随着应变量的增加而 减小，这是由于温度升高使恢复力升高的同时，母相的流变应力随温度的升高而降低。从图 1和图2可以看出，试验结果与特征的计算结果基本吻合，因此，利用该计算方法基本可以 计算出CuAlMn记忆合金热弹性马氏体相变的数据，从而减少试验次数。 说 明 书CN 102831329 A 1/1页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102831329 A 。