形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)作为一种智能材料,被广泛地应用于各类领域,因其常作为结构关键件不可避免地受到循环载荷的作用,SMA的损伤机理一直是亟待解决的难点问题,且少有研究将SMA的循环变形行为的衰减考虑为由疲劳损伤所引起。为了探究SMA疲劳损伤行为与载荷循环周次的关系,本文通过理论和实验相结合的手段对SMA在应力循环以及温度循环状态下的损伤机理进行研究,主要研究内容如下:首先,利用差示扫描量热仪测得SMA棒材吸放热曲线从而得到其临界相变温度,并通过单轴拉伸测试获取SMA马氏体和奥氏体的杨氏模量,同时在不同环境温度下对不同直径棒材进行单轴拉伸循环,得到SMA应力-应变曲线。其次,充分考虑单个循环周期内产生的损伤对SMA材料造成的永久性影响,以及循环中的残余应变积累效应,结合《Mechanics of solid materials》中对损伤的定义,基于吉布斯自由能和热力学第二定律推导出能够模拟循环载荷作用下材料变形行为的SMA三维本构模型。随后,将三维本构降至一维模型,通过实验中SMA棒材杨氏模量的衰减与循环次数的关系引入损伤因子的表达式,给出一维应力循环加载作用下不同循环次数的理论SMA应力-应变关系,与本文及其他学者得到的完善的应力循环加载实验结果进行比较,验证了该本构模型的准确性。并开发应用于有限元仿真的SMA本构模型子程序,对单轴应力循环实验过程进行了仿真分析。最后,为了能够模拟材料实际的温度循环变形行为,在本构模型中考虑以最大相变应变的衰减来表征SMA的损伤程度,并对一些参数进行了修正。将数值模拟的热循环载荷作用下一维温度-应变曲线与文献中优秀的实验及理论结果进行比较,验证了模型的准确性,同时利用子程序对实验过程进行仿真分析。本文建立的SMA热力学损伤本构模型能够较为准确地模拟材料的循环变形行为,与实验结果有着较好的契合度,可为SMA在实际应用中的疲劳寿命预估以及损伤状态判断提供一种新的理论思路。