Abstract-----摘要:
本报告介绍作者的研究小组对典型相变材料(纳米多晶NiTi记忆合金)在外场作用下的非平衡固→固相变力学行为所做的实验和理论研究。在实验上应用力-热耦合场的加载和量测技术,发现了材料在10-5/s ~ 102/s应变率下应力诱发的非平衡相变过程所呈现的变形图案演化(deformation patterns)和力学响应。围绕单轴拉伸板条试样中变形图案演化的个案分析,研究了材料非均质的形成及其物理机制,分析了在热力学非平衡条件下相变过程中材料非线性(失稳)以及力-热耦合对材料亚结构图像形成的重要作用,探讨了多物理机制的耦合(相变、热传导和对流)及相应的不同时间尺度对材料中涌现结构的特征尺度(内部尺度)的影响。揭示了Deborah数对于控制这一多尺度过程的关键作用。对于准一维构型,分别给出了非平衡相变材料涌现尺度(相变带间距)的尺度律。它们很好地预测了本研究组的最新实验结果。
Key Words: Emergent length scale, non-equilibrium phase transition, time scales of loading and heat transfer, thermo-mechanical coupling
作者简介:孙庆平,香港科技大学机械工程系教授,主要从事相变固体力学行为的实验、理论与计算研究。近年来研究课题包括相变单晶与纳米多晶体,材料相变过程中变形的失稳-传播,图像形成与演化及滞后现象中的非线性、多尺度与多场耦合效应,相变的非局部理论,纳微尺度摩擦学及生物系统中的相变等。
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