آلیاژهای حافظه دار به خاطر داشتن خواصی ویژه و متمایز از سایرات فلزات، در پزشکی و صنایع مهندسی به خصوص هوافضا، رباتیک، عمران و نساجی کاربرد دارند. با توجه به سرعت رشد فناوری در جهان امروز و کاربرد فناورانه گسترده و روبه رشد این آلیاژها، خلأ ناشی از ناتوانی در پیش بینی عمر این مواد به شدت خودنمایی می کند. طی دهه های اخیر پژوهشگران زیادی توجه خود را به مطالعه و بررسی رفتار این آلیاژها معطوف داشته و اخیرا بررسی خستگی آنها و همین طور پارامترهای موثر بر این پدیده، موضوع داغ پژوهش ها شده است. از همین رو در این پروژه به بررسی خستگی آلیاژ مس- آلومینیوم- بریلیوم پرداخته شده و اثر پارامترهایی چون تنش و فرکانس بارگذاری بر عمر سیم مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی اثر فرکانس بارگذاری یکی از مهم ترین اهداف این پروژه بوده زیرا از یک سو تغییرات دمایی، اثر چشم گیر و به سزایی بر روی رفتار این گونه آلیاژها داشته و فرکانس باعث ایجاد تغییرات قابل توجهی در دمای چنین نمونه هایی می شود و از سوی دیگر تعداد محدودی از محققین توانسته اند اثر مستقیم این پارامتر را دیده و بررسی کنند. به دلیل متفاوت بودن رفتار آلیاژ مورد بررسی از آلیاژ متداول نیکل- تیتانیوم، دیاگرام فازی مرسوم برای پیش بینی تبدیل فاز نیز مورد اصلاح قرار گرفته است. یکی از ضعف هایی که در زمینه علم بررسی رفتار چرخه ای این آلیاژها وجود دارد، نبود مدلی توانا برای پیش-گویی رفتار این مواد می باشد زیرا اکثر نتایج به صورت آزمایشگاهی به دست آمده اند. در حال حاضر در این زمینه تنها یک مدل ساختاری موجود و مورد استفاده است که آن هم بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی به دست آمده و در چارچوب مکانیک محیط های پیوسته نمی باشد. مدل مذکور عمر خستگی را با استفاده از پارامتری با نام انرژی اتلافی پایدار شده پیش گویی می کند. در پروژه اخیر به کمک یک مدل ریاضی که در چارچوب مکانیک محیط های پیوسته به دست آمده و ترمومکانیکی کوپله است، به پیش بینی رفتار نمونه سیمی پرداخته شده و نتایج مدل با نتایج آزمایشگاهی مقایسه و صحت سنجی شده است. پس از اطمینان از صحت نتایج عددی، دیاگرام فازی وابسته به چرخه ارائه شده و به منظور فرمول بندی پارامترهای وابسته به چرخه در این دیاگرام و همین طور انرژی اتلافی پایدار شده به کار رفته و در نهایت به کمک فرمول انرژی اتلافی پایدار شده، قانونی برای پیش بینی عمر خستگی نمونه به دست آمده است. در این قانون، اثر تنش و فرکانس بارگذاری روی عمر خستگی به روشنی مشاهده شده است. از آنجا که آزمایش کششی- فشاری یکی از رایج-ترین، ساده ترین و کم دردسرترین آزمایش های ممکن در این زمینه است، نتایج آزمایشگاهی با استفاده از بارگذاری کششی نمونه تولید گشته است.

مواد هوشمند افق تازه ای از علم را در برابر بشر گشوده اند و توجه به آن ها رویاهای دیرینه ای از بشر را تحقق خواهد بخشید. آلیاژهای حافظه دار جزء جدیدترین دسته از مواد هوشمند به شمار می روند. مهمترین ویژگی این آلیاژها آن است که چنانچه تا دمای خاصی حرارت ببینند می توانند کرنش های ماندگار ایجاد شده در اثر بارگذاری را آزاد کرده و شکل اولیه خود را باز یابند. توانایی تغییرشکل این آلیاژها بوسیله گرم و سردشدن بدون حضور نیرو و همچنین کاربرد روزافزون این مواد در صنایع مختلف باعث شده تا پژوهشگران و صنعتگران جهت شناخت کافی و دقیق از این مواد دست به مدل سازی بزنند. در گذشته با توجه به کاربرد وسیع آلیاژهای حافظه دار در حالت تک محوری و تحت بارگذاریهای محوری توجه بسیار زیادی به توسعه مدلها در بارگذاری کششی و تک محوره شده بود. اما امروزه با توجه به کاربردهای وسیع این مواد تحت بارگذاری های پیچشی و پیچیده، توسعه مدلهای سه بعدی در بارگذاریهای چندمحوره مورد توجه بسیار زیادی قرار گرفته است. جهت توسعه مدلها شناخت دقیق رفتار آلیاژهای حافظه دار تحت این بارگذاری ها و انجام تستهای مربوطه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اکثر مدلهای ساختاری ارائه شده برای این مواد حاوی پارامترهای زیادی هستند که بعضا غیرقابل اندازه گیری و یا بدون مفهوم فیزیکی می باشند. همچنین برخی از آنها قادر به مدل سازی تمامی رژیم های رفتاری این گونه آلیاژها نیستند. هدف از این رساله ارائه مدلی سه بعدی بر پایه تئوری میکروصفحه است که به رفتار خاصی از آلیاژ محدود نبوده و دارای پارامترهایی بوده که با تستهای آزمایشگاهی ساده قابل اندازه گیری باشند. همچنین مدل پیشنهادی در فضای سازگاری ترمودینامیک برای کرنش های کوچک اصلاح گردیده است. مدل پیشنهادی علاوه بر شبیه سازی رفتار سوپرالاستیک، توانائی شبیه سازی رفتار حافظه داری را نیز دارد. توانائی در بارگذاری چرخه ای واثبات انحراف از قانون تعامد در بارگذاریهای غیرتناسبی و عدم تقارن در کشش و فشار نیز از دیگر ویژگی های این مدل می باشد. در این رساله به طور مبسوط مدل پیشنهادی در بارگذاریهای چندبعدی و غیرتناسبی مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به اطلاعات محدود و بعضا ناقص ارائه شده در کارهای آزمایشگاهی، تستهای مختلفی بر روی تیوب حافظه دار niti انجام گرفت تا به جای کالیبره کردن مدل با کارهای آزمایشگاهی قبلی با داشتن پارامترهای ماده که همگی از طریق تست قابل اندازه گیری می باشند، اعتبار و صحت مدل بررسی گردد. همچنین رفتار ناهمسانگردی این مواد نیز به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه و با روابط اصلاح شده میکروصفحه مورد بررسی کمی و کیفی قرار گرفته است. در انتها نیز زیربرنامه "یومت" مربوط به این فرمولاسیون در بسته نرم افزاری آباکوس برای چندین کاربرد واقعی مورد بررسی قرار گرفته است.