有些材料,在发生了塑性变形后,经过合适的热过程,能够回复到变形前的形状,这种现象叫做形状记忆效应(Shape Memory Effect,简称SME)。具有形状记忆效应的金属一般是2种以上金属元素组成具有形状记忆效应的金属的合金,称为形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)。SMA除了具有形状记忆效应,还具有超弹性、铁弹性等特殊力学行为。因为它具有如此诱人的特殊性能,SMA近年来日益引起人们巨大的关注,并迅速在航天、国防、医疗、汽车等领域获得了广泛的应用。SMA在车辆工程领域应用也很普遍,可用于散热器、轮胎、发动机、风扇离合器等。本文研究把SMA应用于风扇离合器上,因为传统的硅油风扇离合器在传动过程中存在硅油的泄漏,而应用SMA智能材料设计出的新型的SMA风扇离合器可解决这一问题。本文的研究思路是从SMA的微观机理和本构模型出发,根据风扇离合器的工作特点设计出一种新型的SMA风扇离合器。论文的主要研究工作如下:1)分析SMA的微观机理,针对SMA材料,研究在热力加载条件下,分析马氏体与奥氏体的相变及其特性。2)研究SMA的记忆功能,基于形状记忆效应机理,在外界温度变化或外加应力时,产生形状记忆功能,且研究了SMA的驱动特性。3)基于热力学原理和细观力学理论,建立SMA的本构模型,分析马氏体含量、相变系数、弹性模量、应力、应变、温度、热弹性系数的相互关系。4)建立SMA热效应控制的圆盘传递方程,为新型风扇离合器的设计提供理论依据。5)设计与计算在风扇离合器上应用的SMA螺旋弹簧。本文的创新之处在于:1)建立了形状记忆合金的二维本构模型,介绍了形状记忆合金的热效应机理。2)建立了形状记忆合金热效应控制的圆盘传递方程,为SMA风扇离合器设计提供理论依据。