니티놀과 같은 SMA(Shape-memory-alloys)는 superelastic 효과를 나타냅니다. Superelastic은 반복적으로 하중을 가하는 경우 영구 변형 없이 대량으로 변형할 수 있는 재질을 나타내는 용어입니다.
반복적으로 하중을 가하는 경우 10-15% 변형되어도 니티놀 재질은 hysteretic 응답, 반복적 하중 부하에 대해 강-약-강의 변화를 보이지만 영구적으로 변형되지는 않습니다.
니티놀 재질 모델을 솔리드와 쉘 요소에 사용할 수 있습니다.
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| 단축 하중 부가 조건에서 니티놀 바에 대한 일반적인 응력-변형 응답입니다. 장력 및 압축의 경우 재질은 다르게 동작합니다.
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SMA(shape-memory-alloys)의 응력-변형 곡선은 일반적인 재질에는 없는 뚜렷한 macroscopic 동작을 보여줍니다. 이런 동작은 기본 매크로 역학 때문입니다. SMA는 가역 martensitic 단계 변형, 즉, 보다 결정학적으로 차수가 지정된 "austenite" 및 덜 결정학적으로 차수가 지정된 단계 "martensite" 간의 솔리드-솔리드 확산 없는 변형을 나타냅니다.
응답 곡선의 연성 부분은 단계 변형이 있는 영역입니다. austenite의 martensite 변환(하중 부가)과 martensite의 austenite(하중 제거)이 변환이 발생합니다.
간단하게 하기 위해 응답 곡선의 연성 동작을 "플라스틱"으로 강성 부분을 "탄성"으로 지칭하겠습니다.
이런 정의에 따라 재질은 특정 응력 수준에 도달하기 전에는 탄성을 갖게 됩니다(하중 부가시 초기 항목 응력) 하중 부가가 계속되면 재질은 플라스틱 변형이 극한 값에 도달하기 전까지는 탄성을 보여 줍니다. 이 점 이후에서 재질은 증가된 하중 이하에서 다시 탄성을 갖게 됩니다.
하중이 제거되는 경우 응력이 초기 항복 응력으로 감소하기 전까지는 재질은 항상 탄성적으로 하중이 제거되기 시작합니다. 재질은 하중 부가 단계에서 누적된 플라스틱 변형이 없어지기 전까지는 탄성적으로 하중이 제거됩니다. 이 점 이후에는 재질은 원래 형상(영구 변형 없음)과 하중 및 응력이 없는 상태로 되돌아가기 전까지는 탄성적으로 하중이 제거됩니다.