Le leghe a memoria di forma (SMA), quali il nitinol, presentano fenomeni superelastici. Il termine superelastico è utilizzato per descrivere i materiali capaci di subire grandi deformazioni nei cicli di carico e scarico senza deformarsi permanentemente.
Se il materiale nitinol viene sottoposto a cicli di carico e scarico, anche fino al 10-15% di deformazione, esso mostra una risposta isteretica, un percorso rigido-morbido-rigido sia per il carico che lo scarico, senza l'insorgere di effettive deformazioni permanenti.
Il modello del materiale Nitinol è disponibile per gli elementi solidi e di shell.
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| Una tipica risposta di sollecitazione-deformazione per un'asta di nitinol sottoposta a condizioni di carico uniassiale. Si noti che il materiale si comporta differentemente in tensione e compressione.
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La curva sollecitazione-deformazione delle leghe SMA dimostra un chiaro comportamento macroscopico, non presente nei materiali tradizionali. Questa caratteristica è attribuita ai macromeccanismi di base. Le leghe SMA presentano trasformazioni con fasi martensitiche reversibili, vale a dire, trasformazioni a bassa diffusione solido-solido tra una fase più ordinata rispetto alla cristallografia, "austenitica", e una meno ordinata, "martensitica".
Le parti elastiche della curva della risposta rappresentano le aree in cui si verifica una trasformazione con le seguenti fasi: una conversione di una struttura austenitica in martensitica (carico) e di una struttura martensitica in austenitica (scarico).
Tuttavia, a scopo esemplificativo, si farà riferimento al comportamento morbido della curva della risposta come "plastico" e alle parti rigide come "elastico".
In base a questa definizione, il materiale assume prima un comportamento elastico fino al raggiungimento di un determinato livello di sollecitazione (la sollecitazione di snervamento iniziale con il carico). Se il carico continua, il materiale mostra un comportamento elastoplastico finché la deformazione plastica non raggiunge il valore massimo. Da questo punto in poi, il materiale ha un comportamento elastico rispetto ai carichi aumentati.
Per lo scarico, il materiale ha sempre prima un comportamento elastico fino alla riduzione della sollecitazione alla sollecitazione di snervamento iniziale nello scarico. Il materiale, quindi, avrà un comportamento elastoplastico rispetto allo scarico finché non perde tutta la deformazione plastica accumulata. Da questo punto in poi, il materiale sottoposto allo scarico agisce elasticamente finché non ritorna alla sua forma originale (non è deformato permanentemente) con zero sollecitazioni per zero carichi.