【摘 要】
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形状记忆合金(SMA)具有良好的形状记忆效应和伪弹性效应，是一种新型的智能材料，已经广泛的应用于工业领域，包括联接件、阻尼器、医疗器械等。本文采用实验和数值模拟相结合的方
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形状记忆合金(SMA)具有良好的形状记忆效应和伪弹性效应，是一种新型的智能材料，已经广泛的应用于工业领域，包括联接件、阻尼器、医疗器械等。本文采用实验和数值模拟相结合的方法，围绕处于奥氏体相状态的形状记忆合金在静态和动态时的力学性能(特别是伪弹性特性)开展了较为系统的研究。通过设计耗能实验装置来检测耗能效果，通过商用软件LS-DYNA的数值模拟和实验相对比，证明我们理论分析的正确性。
本文运用MTS等实验手段对TiNi合金的相变和伪弹性进行研究，系统的研究了TiNi合金在不同温度、不同应变率以及加卸载循环次数等因素影响下的伪弹性性质。研究发现：1)TiNi合金具有拉压不对称性；在压缩状态下的相变开始和结束点的应力(σ<,s>和σ)要高于拉伸时的σ<,s>和σ<,f>，同时伪弹性的应变区间也更宽。2)TiNi合金具有应变率效应：拉伸时，σ<,s>和σ<,f>，随应变率的提高而增大，并且伪弹性的应变区间也变大。动态拉伸时(应变率>300/s)，伪弹性段与马氏体段已无法区分。动态压缩时，σ<,s>和σ<,f>，均着随应变率的增加有明显的提高，且伪弹性也较为“平坦”。3)TiNi合金具有温度效应：σ<,s>和σ<,f>，随应变率的提高而增大，并且伪弹性的应变范围也增大。温度越高，迟滞环越不明显，残余应变越高。高应变率下，TiNi合金处于绝热状态，耗能产生的热量会使得自身温度有较大的上升。4)随着循环次数的增加，相变区间减小，相变开始应力减小，耗能性能减弱，残余应变增大，但都会趋于一个稳定的状态。
通过对TiNi合金耗能试验装置的各项测试，我们有以下发现：经过适当热处理后的TiNi合金材料具有明显的阻尼耗能功能，振幅和预应变对阻尼耗能的效果有很大的影响。振幅越大，阻尼比越大，耗能越快；适当的预应变可以有效的提高阻尼比。
在有限元理论的基础上，我们通过LS-DYNA开展了TiNi合金耗能实验装置的数值模拟研究。数值模拟结果证实了我们之前实验的结论。
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