形状記憶材料の機械的性質の繰返し特性

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形状記憶材料の機械的性質の研究として,TiNi形状記憶合金およびポリウレタン系形状記憶ポリマ-の応力ーひずみー温度関を,種々の熱・力学サイクルについて調べた。得られた主要な結果は,次の通りである。TiNi形状記憶合金について:(1)一定温度下の負荷・除荷の繰返しで応力誘起マルテンサイト変態および逆変態の変態は減少する。その減少量はマルテンサイト変態の方が大きい。また,その変化は繰返しの初期に大きい。(2)一定応力下の熱サイクルで変態温度は上昇する。(3)応力ーひずみー温度関係の繰返し特性は,応力ー温度平面における各変態線の繰返し挙動で規定できる。応用における繰返し使用回数および合金素子の変態温度の設定に,この変態線は利用できる。(4)R相変態の応力ーひずみー温度関係は,変態の分率を用いた構成式で表わせる。(5)合金コイルばねの回復ひずみは大きく,特に約100回のトレ-ニングで非常に安定した繰返し特性が得られる。(6)合金コイルばねの回復力は繰返し変形に対して、ほぼ一定値を示す。(7)合金コイルばねの疲労特性は,通常の金属と同様に,ひずみ振幅が小さくなると破断繰返し数は多くなる。ポリウレタン系形状記憶ポリマ-について:(1)形状固定性は繰返し変形で変化せず,非常に安定している。(2)形状回復特性については,一定の条件下での繰返し試験により,最大ひずみ100%では90%以上回復する。(3)回復開始温度は,繰返し変形で高温度側に移動する傾向を示す。