고체 폴리머는 금속 재료와 유사하게 비선형 변형률 속도 민감도 및 응력 이완과 같은, 속도 의존적인 변형 거동을 보인다. 폴리머와 금속 재료의 서로 다른 미세구조에도 불구하고, 이들은 비탄성 변형과 관련하여 공통의 특성을 지닌다. 대부분의 금속 재료와 달리, 고체 폴리머와 형상기억합금(SMA)은 하중 제거 시에 매우 비선형적인 응력-변형률 거동을 나타낸다. 본 연구에서는 SMA의 준탄성 거동을 위해 개발된 점소성 이론[ K. Ho, 2011, Trans. Mater. Process. 20, 350-356 ]을 사용하며, 이 이론은 전형적인 금속 재료의 속도 의존 비탄성 변형 거동에 대한 통합 상태 변수 이론을 기반으로 한다. 이를 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)의 곡선형 하중 제거 거동을 나타내기 위해 적용한다. 구성방정식은 탄성률 및 후방응력(back stress)과 관련된 두 개의 상태 변수에 대한 진화 법칙으로 특징지어진다. 시뮬레이션 결과는 Krempl과 Khan이 얻은 실험 데이터[2003, Int. J. Plasticity 19, 1069-1095]와 비교된다.

형상기억합금(SMA)은 적절한 온도 범위에서 하중을 가하고 제거하는 동안 심한 변형 이후에도 원래 형상을 회복하는 특성을 보이는 준탄성(pseudoelastic) 거동을 나타낸다. 이러한 독특한 기계적 거동은 하중을 가하는 동안 오스테나이트가 스트레스에 의해 마르텐사이트로 변태되고, 하중을 제거하는 동안에는 역변태를 통해 오스테나이트로 다시 전환되는 것과 관련된다. SMA를 위한 재료 모델을 개발하기 위해서는 활성 상(active phases)의 탄성계수(moduli) 차이를 고려하는 것이 필수적이다. 예를 들어, 마르텐사이트의 영률(Young’s modulus)은 오스테나이트의 약 1/3에서 1/2에 해당한다. 본 연구에서 제안하는 모델은 Ho[17]가 최근에 제안한 모델을 수정한 것이다. 역변태가 시작되기 이전의 하중 제거 과정에서 SMA의 거동을 예측하는 성능은 탄성계수의 변화를 포함하는 새로운 내부 상태 변수(new internal state variable)를 도입함으로써 향상되었다.