摘要
铁磁形状记忆合金（FerromagneticShapeMemoryAlloy，简称FSMA）是一种新型智能材料，具有特殊的磁控形状记忆特性，在外加磁场作用下，可以获得较大的宏观应变。相比形状记忆合金，FSMA具有传感及驱动双重功能，在实际应用方面比形状记忆合金更加广阔。但在研究过程中发现，FSMA存在易碎、不易加工且造价高等问题，不利于其在实际工程中的应用。为了能够保持FSMA原有的性能，又能够改善自身的缺陷，本文将FSMA颗粒与环氧树脂复合制成FSMA复合材料，并对其力磁耦合特性进行实验及理论研究。 环氧树脂和FSMA颗粒的性能共同决定FSMA复合材料的力学性能，本文运用细观力学方法，建立基体、磁场择优变体和应力择优变体三相理论模型，基于Eshelby等效夹杂原理和Mori-Tanaka平均场法构建FSMA和FSMA复合材料本构模型，分别对FSMA及FSMA复合材料在外加应力和磁场作用下的力学性能进行研究，结合FSMA的相变过程，提出马氏体重取向临界应力与磁场关系函数和马氏体体积分数方程。结果表明：磁场强度是影响FSMA复合材料重取向应变的关键因素。FSMA复合材料能够产生约5.0%的重取向应变，与FSMA材料最大重取向应变相比没有受到较大的限制，而承受的应力最大约为80MPa，FSMA复合材料能够更好地承受压力，不易造成材料的破坏。 在有限元分析部分，对比各向同性与各向异性复合材料在应力作用下的力学行为及夹杂体半径对整个复合材料弹性模量的影响，并将有限元结果与实验曲线进行对照，仿真结果与实验结果趋势一致，说明有限元模型可以有效地模拟FSMA复合材料的力学行为。
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