形状記憶合金計算ツール 戻る
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SMA Calculator

形状記憶合金(SMA)シミュレーター

変態温度(Ms/Mf/As/Af)・Clausius-Clapeyronスロープ・最大回復ひずみ・ヒステリシス幅を計算。NiTi・Cu系・FeMn系のプリセット対応。温度–応力–ひずみ応答を可視化。

材料プリセット
変態温度 [°C]
Ms(マルテンサイト開始)-10 °C
Mf(マルテンサイト終了)-50 °C
As(オーステナイト開始)10 °C
Af(オーステナイト終了)40 °C
力学パラメータ
Clausius-Clapeyron スロープ [MPa/°C]6.5
最大回復ひずみ εmax [%]8.0 %
オーステナイト弾性率 [GPa]83 GPa
マルテンサイト弾性率 [GPa]28 GPa
ヒステリシス幅 ΔT [°C]
変態応力 σ* [MPa]
最大回復ひずみ [%]
仕事密度 [MJ/m³]
▲ 温度–ひずみ ヒステリシスループ(加熱↑ / 冷却↓)
▲ Clausius-Clapeyron 応力–変態温度関係

理論式

Clausius-Clapeyron関係(応力誘起変態):

$$\frac{d\sigma}{dT} = -\frac{\rho \cdot \Delta H}{\varepsilon_L \cdot T_0}$$

変態温度の応力依存性:$T_s(\sigma) = T_s^0 + \sigma / (d\sigma/dT)$

回復応力(完全拘束):

$$\sigma_{rec} = E_A \cdot \varepsilon_L \cdot \left(1 - \frac{T - A_s}{A_f - A_s}\right)$$

仕事密度:$W = \frac{1}{2}\sigma^* \cdot \varepsilon_L$

CAE連携: SMAはANSYSのShape Memory Alloy材料モデル(TB,SMA)、ABAQUSのSuperelastic/Shape Memory材料モデルでシミュレーション可能。医療ステント・地震ダンパー・航空機ヒンジへの応用でFEM解析が必須。

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