多工況模式下高強度鋼材料參數反求方法
2023-04-23 21:17:26 1
專利名稱：多工況模式下高強度鋼材料參數反求方法
技術領域：
本發明主要涉及到先進位造的優化設計領域，特指一種適用於多工況模式下高強度鋼材料參數的反求方法。
背景技術：
高強度鋼的應變率效應對汽車件碰撞性能的影響研究是國際上的研究熱點，不同類型的高強度鋼將呈現出不同的應變率效應。因此，如何獲取精確的材料參數是保證汽車碰撞計算機仿真結果可靠性的前提。如果直接 通過標準拉伸試驗獲取相關材料參數，並沒有考慮材料測試過程中的不確定性，將會引入較大的誤差。目前，現有材料參數反求方法的獲取通常有三種方式直接實驗方法、虛擬場方法和混合數值法。直接實驗方法通常採用1996年確定的ASTM標準，直接通過標準拉深試驗獲取相關材料參數。這類方法的缺陷主要體現在兩個方面沒有考慮複雜加載情況；沒有考慮材料頸縮等失效效應。因此，採用這類方法獲取的材料參數，尤其是非線性各項異性材料參數，很難滿足日益仿真的工程需要。為此，一些學者建立了能夠測量複雜加載情況以及能夠處理複雜幾何試件的材料參數試驗設備。採用這類方法獲取的材料參數的精度有大幅度提高，但是由於測試機構過於複雜昂貴，阻礙了這類材料參數獲取模式的應用和推廣。虛擬場方法分別建立系統內力和外力所產生的虛功方程，並根據二者最小化原則獲取材料參數。該方法的優勢在於反求過程中不需要進行有限元數值計算，可以大幅度提高材料反求的計算效率。但選擇不同的場量，其反求結果差異較大；且測量中的誤差對反求精度的影響也明顯高於數值混合算法。其最大缺陷需要高構造複雜的場量，而且檢測設備專用、通用性差。基於有限元仿真的數值混合方法已有20餘年的發展的歷史，這類反求方法的特點是材料參數不能直接由試驗獲取，而須通過對真實試驗的計算機仿真得到。這一仿真過程實際上可歸結為一優化問題，即將仿真結果與實驗數據之間的誤差函數最小化(通常是位移)，從而反求得到材料參數。由於在求解過程中綜合運用了數值仿真方法和試驗測試技術，通常又被稱為數值實驗混合法。這類方法的最大缺陷有二個不確定性和穩健性。仿真數據和實驗數據需要根據測試點確定，如何選擇測試點，選擇何種場作為數據源難以確定。不同的測試點和測試場的選取對最終材料參數影響很大；對於複雜的幾何試件，需要建立高精度的有限元模型，隨著問題複雜性的增強，非確定性難以確定(如摩擦係數等)，待求參數的增加，測試的計算效率和穩健性難以保證。
發明內容
本發明要解決的技術問題就在於針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種原理簡單、能夠大幅度提高材料參數反求的穩健性和實用性的多工況模式下高強度鋼材料參數反求方法。為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案
一種多工況模式下高強度鋼材料參數反求方法，流程為(I)基於多工況建模，得到RSSquasi_stati。，為準靜態模式下實驗結果和仿真結果的誤差；RSSdyna，為準動態模式下實驗結果和仿真結果的誤差；
權利要求
1.一種多工況模式下高強度鋼材料參數反求方法，其特徵在於，流程為 (1)基於多工況建模，得到RSSquasi_stati。，為準靜態模式下實驗結果和仿真結果的誤差；RSSdyna,為準動態模式下實驗結果和仿真結果的誤差；RSSquasi_stati JSSllyna,為混合材料模型率禹合項； (2)建立基於多工況的數據模型；將單目標問題轉換為多目標問題，即=RSS=W1RSSquasiItotic^RSSDyna+WsRSSqu^t^RSSDyna，其中 W1, W2, W3 分別代表相應的權係數； (3)多目標穩健優化數學模型；獲取樣本均值士,…、樣本標準根據樣本均值 ⑷和樣本標準差建立多目標穩健優化數學模型
2.根據權利要求I所述的多工況模式下高強度鋼材料參數反求方法，其特徵在於，所述步驟(I)的具體步驟為 (I. I)工況I建模； (I. I. I)進行靜態拉伸實驗； (I. I. 2)準靜態材料模型，採用最支持向量機擬合靜態模型； (I. I. 3)得到RSSquasi_stati。，RSSquasi_static為準靜態模式下實驗結果和仿真結果的誤差
全文摘要
一種多工況模式下高強度鋼材料參數反求方法，流程為(1)基於多工況建模，得到RSSquasi-static，為準靜態模式下實驗結果和仿真結果的誤差；RSSdyna，為準動態模式下實驗結果和仿真結果的誤差；RSSquasi-staticRSSDyna，為混合材料模型耦合項；(2)建立基於多工況的數據模型；將單目標問題轉換為多目標問題，即RSS=w1RSSquasi-static+w2RSSDyna+w3RSSquasi-staticRSSDyna，其中w1，w2，w3分別代表相應的權係數；(3)多目標穩健優化數學模型；(4)材料參數組合；將RSS=w1RSSquasi-static+w2RSSDyna+w3RSSquasi-staticRSSDyna中的相關材料參數A,B,n,C作為設計參數代入正碰和側碰的仿真模型；(5)測試。本發明具有原理簡單、能夠大幅度提高材料參數反求的穩健性和實用性等優點。
文檔編號G06F19/00GK102968568SQ20121050133
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者王琥, 楊博華, 李維逸, 李光耀 申請人:湖南大學