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铁磁形状记忆合金作为一种新型智能驱动和传感材料,具有大输出应变、温控和磁控形状记忆效应、高响应频率等综合特性,已成为智能材料领域的研究热点之一,有望在智能结构元器件和控制系统中发挥重要作用。对采用定向凝固技术制备的多晶Ni2MnGa材料进行力学训练可以获得类似单晶的性质,该方法已得到广泛应用。 本文首先以采用定向凝固技术制备的多晶Ni2MnGa为研究对象,采用试验方法研究了不同应变率对材料力学行为的影响。为提高应力诱导应变,对试样进行两轴向力学训练,力学训练可以使定向凝固的多晶Ni2MnGa内部组织结构得到有序化调整,减少孪晶界移动应力,以便产生较大的应变。然后实验测得了不同加工方位试样的压缩应力-应变曲线,整体呈现非线性和各向异性力学行为。 其次,对宏观应变产生原因及细观结构进行分析,基于自洽法理论和热力学原理,通过选取适当的状态变量,推导在应力作用下定向凝固多晶Ni2MnGa的力学本构模型,计算分析了不同加工方位试样的应力诱导应变,并与实验数据比较,吻合性较好。该模型体现了夹杂的形状、尺寸以及择优取向等因素对材料宏观性能的影响,能很好地分析定向凝固多晶Ni2MnGa的宏观各向异性力学行为,从而为该材料的设计和使用提供理论依据。