纳米多孔NiTi形状记忆合金（Shape Memory Alloys,简称SMAs）是以NiTi形状记忆合金为骨架,内部存在纳米孔隙结构的新型纳米多孔材料,其结合了NiTi形状记忆合金和多孔材料的优秀特性。已有实验研究表明当NiTi形状记忆合金的晶粒尺寸降低至纳米级别时,其力学性能及相变行为都会出现明显的改变。此外,对于纳米多孔NiTi形状记忆合金而言,内部纳米孔隙的存在会改变其微观结构,从而影响其力学性能和相变行为。由此可见,研究纳米多孔NiTi形状记忆合金力学性能及相变行为对孔隙率和晶粒尺寸的依赖性是有意义的。首先,本文在理论研究方面,将纳米多孔NiTi形状记忆合金看作由NiTi形状记忆合金相和孔隙相合成的两相复合材料,考虑界面效应,推导了纳米多孔NiTi形状记忆合金的有效杨氏模量与孔隙半径的函数关系,并建立了其一维本构模型。通过与分子动力学仿真结果对比,验证模型的合理性。其次,采用了分子动力学模拟,研究了不同晶粒尺寸的纳米NiTi形状记忆合金在温度和应力诱发下的相变行为,获得了相变过程的应力应变响应和清晰的微观结构演化。研究发现,温度和应力诱发的相变行为与晶粒尺寸密切相关,晶粒尺寸的减小会抑制马氏体相变。而随着晶粒尺寸的增大,在相变过程中会产生孪晶马氏体,从微观结构演化图像可以看到,当晶粒尺寸达到20 nm时,晶粒内出现具有一个孪晶面的孪晶马氏体,而当晶粒尺寸进一步增大到30 nm时,晶粒内出现具有多个孪晶面的孪晶马氏体。表明孪晶马氏体相变也与晶粒尺寸密切相关。最后,研究了不同孔隙率的纳米多孔NiTi形状记忆合金在温度和应力诱发的相变行为,并分析了加载方式、温度和峰值应力等仿真条件对应力诱发相变行为的影响。结果表明随着孔隙率的提高,其相变临界温度和残余应变升高,而相变临界应力降低。当孔隙率和峰值应力相同时,随着温度的升高,其相变临界应力升高,残余应变减小。当孔隙率和初始温度相同时,随着峰值应力的升高,其相变临界应力升高,残余应变减小。综上所述,通过对纳米多孔NiTi形状记忆合金力学性能和相变行为的研究,期望为其在高新领域的研究与应用提供依据。