形状记忆聚合物是一种智能活性材料,可以根据外部因素(如温度、湿度、光或磁等)恢复暂时的形变而达到永久形状。形状记忆聚合物可以在诸如微型系统中的驱动组件、生物医学设备、航空航天中可展开结构和变形结构等部件中得以应用。通过建立理论模型对形状记忆聚合物的自由恢复行为加以预测和分析,可以开发其应用功能,将自由恢复的性质运用在各类的工程应用上。本文研究的是形状记忆聚合物的变温恢复行为,通过时温等效的不同模型以及不同本构模型的理论推导对其自由恢复行为进行预测和分析。本文主要工作成果如下:(1)将不同的时间-温度等效模型应用于形状记忆聚合物的应变恢复率理论公式中,并对其自由恢复曲线与实验曲线进行比较,得出更为简便、精确的时温等效模型。(2)对单分支模型在幂函数升温条件下的应变恢复率公式进行了推导,通过理论解与实验数据的对比,揭示了形状记忆聚合物的单分支模型中不同加温条件对其自由恢复的影响并讨论了在此加温条件下各参数对自由恢复的影响。(3)通过理论推导建立了多分支模型对其自由恢复行为进行描述,模型所得模拟结果同实验结果相近。这样,通过在实际工程中修改相关参数,可降低形状记忆聚合物自由恢复阶段所用时间。(4)对多分支模型与单分支模型在不同条件下的应变恢复率曲线进行对比,分析得出不同本构模型的差异和适用条件。