中文摘要：

以形状记忆合金与高分子液晶这两种相变材料作为主要对象，统一在连续统的观点下，弄清材料在多势阱体能与界面能影响下的相分离机理，进而结合相变热力学与统计力学的相关理论，建立能定量计算相变过程中材料微结构演化的方程，通过数值模拟研究材料相变微结构随外界条件变化的规律。本项目有助于弄清相变这一独特自然现象的统一机理，也为设计制备高质量、低成本的微驱动器和电光元件及在应用中对材料和器件性能进行更准确的预测和控制提供理论依据和计算模型。

结论摘要：

通过理论分析和数值计算初步弄清了多阱势能和界面能对形状记忆合金相变特性的影响规律，发现多阱势能与原子有序度密切相关，而界面能与晶体内点缺陷浓度有关。通过引入非局部能，建立了相变微结构的一维演化方程，获得了不同能量值情况下相变微结构的定量变化规律。实验发现了CuAlNi单晶形状记忆合金在单轴拉伸过程中出现的非均匀形核长大过程以及对应的应力变化规律，以及在升降温实验中的温度记忆效应，反映了微结构对相变材料宏观性能影响的复杂性。用微极电磁液晶模型，揭示了液晶基元分子分散度对Freedericksz转变的影响规律，可供相关实验和液晶显示机理探索作参考。用两阶序参数张量模型、Fukuda自由能泛函配以变分的方法综合分析了液晶高分子/柔性高分子共混物相变机理研究中倍受关注的流动效应与复杂的取向序效应。通过分析光敏分子的光致异构化与液晶相变的耦合作用，弄清了光敏液晶高弹体光致变形的机理。光敏液晶高弹体梁的弯曲行为进行了建模和分析，发现了梁内存在多个中性面等独特现象。开展了多界面物体在多场作用下的有限元计算方法研究，发现相对于普通有限元，Trefftz有限元方法在计算效率和精度方面具有很大的优势。