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2、先进固体材料热力学特性研究

(联系人:周博,15954825697zhoubo_heu@126.com

(1)形状记忆合金的本构关系

定义了描述形状记忆合金超弹性和形状记忆效应的内变量-形状记忆因子,并利用该内变量将形状记忆效应和超弹性统一归结为形状记忆效应、有效地解释了形状记忆效应的微观机理;建立了描述形状记忆合金超弹性和形状记忆效应的宏观力学本构模型和细观力学本构模型;建立了描述循环载荷作用下形状记忆合金热力学特性的宏观力学本构模型;建立了考虑塑性变形对形状记忆合金超弹性及形状记忆效应影响的形状记忆合金细观力学本构模型;建立了考虑温度记忆效应的形状记忆合金宏观力学本构模型。主要研究成果发表在《中国科学》、《固体力学学报》、《金属学报》、《Science China》、《Mechanics of Materials》、《Smart Materials and Structures》等国内专业学术期刊。

合金形状记忆效应的微观机理


(2)形状记忆聚合物的本构关系

合理解释了形状记忆聚合物的形状记忆效应产生的微观机理,将聚合物形状记忆效应的宏观现象和微观机理有效统一;建立了描述形状记忆聚合物中玻璃体和橡胶体间相互转化的理论模型;建立了描述复杂载荷作用下形状记忆聚合物热力学行为的宏观力学本构模型;开发了供有限元软件调用的形状记忆聚合物的材料库函数,实现了对形状记忆聚合物热力学行为的有限元数值模拟分析。主要研究成果发表在《中国科学》、《高分子学报》、《Science China》、《Internal Journal of Modern Physics B》等国内外专业学术期刊。

聚合物形状记忆效应微观机理的解释


(3)形状记忆聚合物的本构关系

合理解释了形状记忆聚合物的形状记忆效应产生的微观机理,将聚合物形状记忆效应的宏观现象和微观机理有效统一;建立了描述形状记忆聚合物中玻璃体和橡胶体间相互转化的理论模型;建立了描述复杂载荷作用下形状记忆聚合物热力学行为的宏观力学本构模型;开发了供有限元软件调用的形状记忆聚合物的材料库函数,实现了对形状记忆聚合物热力学行为的有限元数值模拟分析。主要研究成果发表在《中国科学》、《高分子学报》、《Science China》、《Internal Journal of Modern Physics B》等国内外专业学术期刊。

(4)形状记忆合金断裂特性方面

研究了不同形式静载荷作用下形状记忆合金裂纹尖端应力场和裂纹尖端马氏体相变行为,建立了平面应力状态和平面应力状态下裂纹尖端附近的马氏体相变区方程和应力分布方程,数值模拟了不同温度下裂纹尖端马氏体相变区形状和应力分布情况。主要研究成果发表在《Applied Mechanics and Materials》、《Advanced Materials Research》等国内外专业学术期刊。

形状记忆合金裂纹尖端的马氏体相变行为