多軸応力のもとでの鉄基形状記憶合金の熱・力学的挙動評価

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熱・力学的負荷を受ける鉄基形状記憶合金中でεマルテンサイト変態が進行する過程を,微視領域に積層欠陥が堆積する過程ととらえ,積層欠陥の発生・増殖条件を内部変数の発展式として理論に取り込むことによって,同合金の変態/変形過程を記述する理論体系を提唱した.単軸くり返し熱・力学的負荷の場合の数値シミュレーションを行い,応力-ひずみ-温度ヒステリシスを計算した.応力-温度空間における変態曲面を仮定し,それをポテンシャル関数とみなすことによって,変態塑性材料の挙動に関する統一理論を誘導した.鉄基形状記憶合金試験片を用いて引張り-圧縮試験を実行し,変態線と応力-ひずみ-温度ヒステリシスを決定した.応力-温度平面における逆変態域の幅は,前負荷(前マルテンサイト変態)の程度が進むとともに広がる.ただし,そのこう配は変化しない.引張り,圧縮前負荷に起因するそれぞれの逆変態域は,反対応力側にも同じこう配で延長される.単軸引張り/圧縮負荷のもとで生じる応力-ひずみ-温度ヒステリシスの形を,変態の進行とともに変化する変態域を考慮することによって予測できる.これは,降状曲面の変化から塑性変形を予測できることに対応する.