Les alliages à mémoire de forme (SMA), le Nitinol par exemple, présentent l'effet superélastique. Le terme superélastique décrit les matériaux qui peuvent subir de grandes déformations au cours des cycles de chargement-déchargement sans présenter des déformations permanentes.
Au cours des cycles de chargement-déchargement, le matériau nitinol présente, même pour des déformations de 10 à 15 %, une réponse hystérétique, autrement dit, un chemin rigide-souple-rigide aussi bien pour le chargement que pour le déchargement, sans aucune déformation permanente.
Le modèle de matériau Nitinol est disponible pour les éléments volumiques et coque.
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| Une réponse contrainte-déformation type pour une barre de Nitinol soumise à des conditions de chargement uniaxial. Le matériau a un comportement différent dans des conditions de tension et de compression
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La courbe contrainte-déformation des alliages à mémoire de forme traduit un comportement macroscopique caractéristique, absent des matériaux traditionnels. Ce comportement est imputable à la macromécanique sous-jacente. Les alliages à mémoire de forme présentent des transformations de phases martensitiques inversables, autrement dit, des transformations de type volume-diffusion volumique-moins entre une phase en direction crystallographique plus ("austénite") et une phase en direction crystallographique moins ("martensite").
Les portions souples de la courbe de réponse représentent les zones dans lesquelles une transformation de phase : conversion austénite en martensite (chargement) et martensite en austénite (déchargement) se produit.
Par mesure de simplicité, cependant, nous allons utiliser le terme "plastique" pour le comportement souple de la réponse et le terme "élastique" pour les portions rigides.
Conformément à cette définition, le matériau présente d'abord un comportement élastique jusqu'à ce qu'un niveau de contrainte spécifique soit atteint (la limite d'élasticité initiale pendant le chargement). Si le chargement se poursuit, le matériau présente un comportement élastoplastique jusqu'à ce que la déformation plastique atteigne sa valeur de rupture. A partir de ce point, le matériau présente de nouveau un comportement élastique sous l'effet de chargements accrus.
Pour le déchargement, le matériau commence une nouvelle fois par présenter un comportement élastique jusqu'à ce que la valeur de la contrainte soit ramenée à la limite d'élasticité initiale pendant le déchargement. Le matériau va alors poursuivre le déchargement selon un comportement élastoplastique jusqu'à ce que toute la déformation plastique accumulée (à partir de la phase de chargement) soit perdue. A partir de ce point, le matériau va se décharger selon un comportement élastique jusqu'à ce qu'il reprenne sa forme d'origine (aucune déformation permanente), sans aucune contrainte sous des chargements nuls.