اگر فرایند بارگذاری - باربرداری در دمای بالاتری انجام شود، تنش‌های استحاله به طور خطی افزایش می‌یابند و منحنی به سمت بالا(خطوط نقطه‌چین) جابجا می‌شود. (شکل ۲-۴).
شکل ۲‑۴ نمودار تنش – کرنش فوق کشسان آلیاژ حافظه دار
شکل ۲‑۵ مقایسه انعطاف پذیری سیم فولاد زنگ نزن و سیم فوق کشسان
شکل۲-۵ انعطاف پذیری سیم فوق‌کشسان Ni-Ti را در مقایسه با سیمی از جنس فولاد زنگ نزن نشان می‌دهد. همانطور که مشاهده می شود ماده حافظه دار در مقایسه با ماده فلزی معمولی از خاصیت فنری بسیار بالاتری برخوردار است. در این حالت چون ماده در فاز آستنیت به سر می برد تغییر شکل در گستره زیادی از نیروی وارده قابل برگشت می باشد.
قابلیت استهلاک
مواد کاملاً ویسکوالاستیک، قابلیت میرایی بالایی دارند؛ اما اغلب از استحکام کافی برخوردار نیستند. آلیاژهای حافظه‌دار موادی هستند که خاصیت میرایی بالا با استحکام نسبتاً زیاد را به همراه دارند. تحول فازی مارتنزیتی SMA، باعث اتلاف انرژی بالا در این آلیاژها می‌شود. میرایی فاز آستنیت کم است، اما اگر تحول فاز ناشی از القاء تنش و یا حرارت صورت گیرد، فاز مارتنزیت شکل می‌گیرد و باعث جذب و اتلاف انرژی می‌شود. میرایی فاز مارتنزیت، به علت جهت‌گیری مجدد دوقلوهای مارتنزیت تحت تنش کاملاً زیاد است.
حلقه هیسترزیس یعنی انرژی اتلافی در واحد حجم آلیاژهای حافظه‌دار در یک چرخه بارگذاری - باربرداری کاملاً بزرگ است و این خاصیت قابلیت استهلاک بسیار خوبی برای مواد حافظه دار فراهم می‌سازد (شکل ۲-۴). دمای استحاله(Af) و حلقه هیسترزیس با تغییر فرایند ترمومکانیکی، ترکیب شیمیایی و فرآوری آلیاژ در محدوده وسیعی تغییر می‌کنند. شکل حلقه هیسترزیس علاوه بر عوامل فوق به کاربرد آلیاژ نیز وابسته است.
خاصیت استهلاک ارتعاش، در آلیاژهای NiTi حداقل ده برابر بیشتر ازآلیاژهای معمولی مانند فولاد، آلومینیم و برنج است. ظرفیت ویژه استهلاک این مواد در مقایسه با چدن خاکستری
(۱۰ تا ۱۲%)، حدود ۴۰% می‌باشد که بسیار نزدیک به پلاستیک سخت است ]۲۶[. قابلیت استهلاک بالای آلیاژهای حافظه‌دار، استحکام برتر و عمر خستگی طولانی از مزیتهای این مواد در مقایسه با مواد ویسکوالاستیک است.
انواع آلیاژهای حافظه دار
آلیاژهای حافظه‌دار در سه گروه عمده قرار می‌گیرند:
الف- آلیاژهای نیکل _ تیتانیم
ب- آلیاژهای حافظه‌دار پایه مس
ج- آلیاژهای حافظه دار پایه آهن
درتهیه و ساخت قطعات و یا سازه‌ها از آلیاژهای حافظه‌دار سه موضوع ذیل حائز اهمیت است:
خواص خوب و مناسب
فناوری تولید مناسب
هزینه ساخت کمتر.
اثر حافظه‌داری بسیار مطلوب آلیاژهای NiTi، بیشترین کاربردها را به آن‌ها اختصاص داده ولی به دلیل هزینه ساخت بالا توجه بیشتر محققین به سمت آلیاژهای پایه مس و پایه آهن جلب گردیده است. از این دو گروه، آلیاژهای حافظه‌دار پایه آهن به دلیل داشتن استحکام بالا و هزینه ساخت کمتر در اولویت هستند ]۲۰[. در سال‌های اخیر، در بین آلیاژهای حافظه‌دار پایه مس، آلیاژهای بر آلیاژهای ترجیح داده می‌شوند.
روابط پایه در مواد کامپوزیت
روابط حاکم برای تنش صفحه ای
اغلب لایه ها به طور معمول نازک هستند و از حالت تنش صفحه ای تبعیت می کنند. برای یک چند لایه در صفحه ، مولفه های تنش عرضی ، و می باشند. (شکل ۲-۶)
شکل ۲‑۶ یک تک لایه در شرایط تنش مسطح
اگرچه این مولفه های تنش در مقایسه با مولفه های ، و کوچک هستند ولی می توانند باعث شکست شوند زیرا لمینتهای کامپوزیتی فیبردار در جهت عرضی ضعیف هستند (زیرا قدرت تحمل نیروی فیبرها تنها در جهت صفحه می باشد). به همین دلیل مولفه های تنش برشی عرضی در تئوریهای تغییر شکل برشی صرف نظر نمی شوند. با این حال اکثر تئوریهای لایه ای از تنش نرمال عرضی صرفنظر می کنند. با در نظر نگرفتن ، معادله الاستیک حاکم برای لایه K ام یک چند لایه ارتوتروپیک به شکل زیر می باشد:
(۲-۱)
که ، سفتی تک لایه، مولفه های تنش و مولفه های کرنش می باشند. با بهره گرفتن از معادلات زیر به ویژگیهای مکانیکی مواد مرتبط می شوند.
(۲-۲)
توجه شود که سفتی تک لایه شامل شش ثابت مهندسی مستقل می باشد:
، ، ، ، ،
روابط تنش-کرنش تبدیل یافته یک تک لایه ارتوتروپیک در حالت تنش صفحه ای در مختصات هندسی سازه به شکل زیر می باشند:
(۲-۳)
که در آن:
(۲-۴)
.
.
که در آن ө زاویه میان الیاف و سوی محور x1 می باشد (شکل ۲-۶).
انواع تئوریهای موجود برای سازه ها
تحلیل صفحات کامپوزیتی در گذشته بیشتر بر اساس یکی از دیدگاه های زیر بوده است:
تئوریهای تک لایه هم ارز (دو بعدی)
الف) تئوری کلاسیک صفحات کامپوزیتی
ب) تئوری های تغییر شکل برشی صفحات کامپوزیتی
تئوری سه بعدی الاسیسیته (سه بعدی)
الف) فرمولاسیون سنتی الاسیسیته سه بعدی
ب) تئوریهای لایه ای[۳۳]
روش های چند مدلی ( دو بعدی و سه بعدی)
تئوریهای تک لایه هم ارز[۳۴] از تئوری الاسیسیته سه بعدی و با فرضهای مناسب با توجه به سینماتیک تغییر شکل یا حالت تنش در ضخامت لایه ها مشتق شده است. این فرضیات اجازه می دهد که یک مساله سه بعدی به شکل دو بعدی درآید.
تئوری مرتبه اول برای صفحات کامپوزیتی
در این تئوری، فرض سوم کیرشهف از بین می رود و تنها دو فرض باقی می ماند:
خطوط صاف عمود بر صفحه میانی (نرمالهای عرضی) بعد از تغییر شکل عمود باقی نخواهند ماند.
نرمالهای عرضی دچار تغییر طول نخواهند شد.
