功能梯度形状记忆合金梁纯弯曲的理论分析

摘要：

功能梯度形状记忆合金(Functionally graded shape memory alloy,FG-SMA)是一种兼备功能梯度材料(Functionally graded material,FGM)和形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)特性的新型功能材料.根据复合材料力学和已有的SMA本构关系,通过充分考虑组分材料的应力应变关系,建立一个描述FG-SMA力学性能的宏观本构模型.应用该模型,对由弹性材料A和SMA组成的FG-SMA梁在纯弯曲载荷下的力学行为进行研究,详细讨论加载过程的弹性阶段和相变阶段,并给出相应的解析解.通过算例,对截面的应力分布、中性轴的位置和弯矩与曲率的关系进行详细讨论.结果表明,与普通FGM相比,FG-SMA可显著减小载荷作用下的最大应力,避免材料由于应力过大而导致的破坏.研究结果可为FG-SMA材料的设计和进一步研究提供一定的依据.

关键词：功能梯度材料、形状记忆合金、纯弯曲

所属期刊栏目：48

分类号：TB33(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金11172033;中央高校基本科研业务费专项资金2012YJS093

在线出版日期：2013-01-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：40-45