In this paper a mechanical model of short fiber type shape memory alloy fiber/Al matrix composite was studied. A shape memory alloy fiber, after its shape is memorized and prestrained in the martensic phase, can shrink to its original length upon heating to austenitic finish temperature. Due to shape memory effect, there occurs compressive residual stresses in the matrix. Residual stresses in matrix and fiber are calculated using Eshelby's equivalent inclusion method. It is shown that the compressive residual stress (111 increases with fiber volume fraction or aspect ratio of fiber. We also predict the compressive residual stress quantitatively with the variation of cut-off angle of short fiber.

본 논문에서는 단섬유 형태의 TiNi 형상기억합금 섬유/Al 복합재료의 매트릭스의 기계적 성질의 모델링에 대해서 연구하였다. 일반적인 복합재료는 제조과정에서 고온에서 실온으로 냉각시킬 때 matrix와 fiber의 열팽창계수의 차이 때문에 matrix내에 인장잔류응력을 발생시킨다. 그러나 단섬유형태의 형상기억합금 금속기 복합재료를 이용하면 형상기억효과에 의하여 matrix내에 압축잔류응력을 발생시켜 복합재료의 인장항복응력을 증가시킬수 있다. 복합재료의 모델링에는 Eshelby's equivalent inclusion method를 이용하였으며 prestrain, fiber aspect ratio와 fiber cut-off angle에 대하여 matrix에 발생하는 압축응력과 복합재료의 항복응력의 관계에 대하여 연구하였다.