[发明专利]球形压头测量形状记忆合金相变特性的方法

权利要求书

1、一种球形压头测量形状记忆合金相变特性的方法，其步骤是：

a、利用压痕设备，采用球形压头径向压入形状记忆合金材料表面，使其发生应力诱发的相变，并通过传感器同时检测加载和卸载过程中的载荷F和位移h_t信号，得到形状记忆合金的载荷F-位移h_t曲线；

b、采用不同的峰值载荷，重复a步的步骤，得到不同峰值载荷下形状记忆合金的载荷F-位移h_t曲线，这些载荷F-位移h_t曲线的初始卸载斜率即为相应载荷下接触副的接触刚度S，从而拟合出接触刚度S随载荷F变化的曲线；

c、在b步测量得到的形状记忆合金载荷F-位移h_t曲线中，选定任意一条加载段和卸载段不重叠的载荷F-位移h_t曲线，计算该选定曲线对应的加载和卸载过程中压痕接触区内的平均压力和代表性应变，分别定义为名义应力σ_m和名义应变ε_m，其计算过程为：先计算接触半径a_c，ac=2(ht-0.75F/S)R-(ht-0.75F/S)2;]]>再计算名义应力σ_m，σ_m＝F/πa_c²和名义应变ε_m，ε_m＝0.75a_c/πR；公式中：R为球形压头的曲率半径，S为b步的拟合曲线中对应载荷F的接触刚度；

d、根据c步计算得出的名义应力σ_m和名义应变ε_m，得到待测形状记忆合金的名义应力σ_m-名义应变ε_m曲线；对于超弹状态的待测形状记忆合金，该名义应力σ_m-名义应变ε_m曲线加载段相变应力平台开始处的应力σ_f即对应待测形状记忆合金的正向相变应力，卸载段的回复应力平台结束处的应力σ_r即对应待测形状记忆合金的反向相变应力；对于形状记忆状态的待测形状记忆合金，该名义应力σ_m-名义应变ε_m曲线加载段相变应力平台开始处的应力σ_f即对应待测形状记忆合金的相变应力。

2、根据权利要求1所述的一种球形压头测量形状记忆合金相变特性的方法，其特征在于：所述的d步得出待测形状记忆合金的相变应力后，还进一步计算得出形状记忆合金的弹性模量E_m，Em=Ei(1-vm2)S2acEi-(1-vi2)S;]]>公式中：S为b步的拟合曲线中对应载荷F的接触刚度，v_m为待测形状记忆合金的泊松比，v_i和E_i为球形压头的泊松比和弹性模量。