生物医学材料超弹性形状记忆合金的疲劳、断裂和失效行为

本项目拟采用实验、理论分析和数值计算相结合的方法研究生物医学材料NiTi弹性形状记忆合金在热-力耦合条件下的疲劳、断裂和失效行为。主要内容是系统研究: (1)NiTi形状记忆合金失效过程区内相变和塑性变形与静水应力之间的本构关系以及本质上的相互影响规律; (2)在不同条件下(包括热载荷、静载和循环载荷)相变应变、材料相间性能不匹配以及塑性变形对形状记忆合金断裂阻力和失效行为的影响; (3)材料的结构疲劳和功能疲劳行为以及显微机理和影响因素, 揭示相变和超弹性以及塑性变形对疲劳裂纹扩展影响的规律。本项目的预期研究成果将把我们对形状记忆合金材料疲劳、断裂和失效行为方面的基本认识向前推进一大步, 并将对生物医学形状记忆合金材料设计和加工等提供重要的基础性理论指导, 还将对生物医学形状记忆合金结构、装置和器件的优化设计、安全性和可靠性评价, 以及寿命预测等提供重要的理论依据。