專利名稱：多工況模式下高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)反求方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到先進(jìn)制造的優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域，特指一種適用于多工況模式下高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)的反求方法。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度鋼的應(yīng)變率效應(yīng)對汽車件碰撞性能的影響研究是國際上的研究熱點(diǎn)，不同類型的高強(qiáng)度鋼將呈現(xiàn)出不同的應(yīng)變率效應(yīng)。因此，如何獲取精確的材料參數(shù)是保證汽車碰撞計算機(jī)仿真結(jié)果可靠性的前提。如果直接 通過標(biāo)準(zhǔn)拉伸試驗(yàn)獲取相關(guān)材料參數(shù)，并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(xiàn)有材料參數(shù)反求方法的獲取通常有三種方式直接實(shí)驗(yàn)方法、虛擬場方法和混合數(shù)值法。直接實(shí)驗(yàn)方法通常采用1996年確定的ASTM標(biāo)準(zhǔn)，直接通過標(biāo)準(zhǔn)拉深試驗(yàn)獲取相關(guān)材料參數(shù)。這類方法的缺陷主要體現(xiàn)在兩個方面沒有考慮復(fù)雜加載情況；沒有考慮材料頸縮等失效效應(yīng)。因此，采用這類方法獲取的材料參數(shù)，尤其是非線性各項(xiàng)異性材料參數(shù)，很難滿足日益仿真的工程需要。為此，一些學(xué)者建立了能夠測量復(fù)雜加載情況以及能夠處理復(fù)雜幾何試件的材料參數(shù)試驗(yàn)設(shè)備。采用這類方法獲取的材料參數(shù)的精度有大幅度提高，但是由于測試機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜昂貴，阻礙了這類材料參數(shù)獲取模式的應(yīng)用和推廣。虛擬場方法分別建立系統(tǒng)內(nèi)力和外力所產(chǎn)生的虛功方程，并根據(jù)二者最小化原則獲取材料參數(shù)。該方法的優(yōu)勢在于反求過程中不需要進(jìn)行有限元數(shù)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(jié)果差異較大；且測量中的誤差對反求精度的影響也明顯高于數(shù)值混合算法。其最大缺陷需要高構(gòu)造復(fù)雜的場量，而且檢測設(shè)備專用、通用性差?；谟邢拊抡娴臄?shù)值混合方法已有20余年的發(fā)展的歷史，這類反求方法的特點(diǎn)是材料參數(shù)不能直接由試驗(yàn)獲取，而須通過對真實(shí)試驗(yàn)的計算機(jī)仿真得到。這一仿真過程實(shí)際上可歸結(jié)為一優(yōu)化問題，即將仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的誤差函數(shù)最小化(通常是位移)，從而反求得到材料參數(shù)。由于在求解過程中綜合運(yùn)用了數(shù)值仿真方法和試驗(yàn)測試技術(shù)，通常又被稱為數(shù)值實(shí)驗(yàn)混合法。這類方法的最大缺陷有二個不確定性和穩(wěn)健性。仿真數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要根據(jù)測試點(diǎn)確定，如何選擇測試點(diǎn)，選擇何種場作為數(shù)據(jù)源難以確定。不同的測試點(diǎn)和測試場的選取對最終材料參數(shù)影響很大；對于復(fù)雜的幾何試件，需要建立高精度的有限元模型，隨著問題復(fù)雜性的增強(qiáng)，非確定性難以確定(如摩擦系數(shù)等)，待求參數(shù)的增加，測試的計算效率和穩(wěn)健性難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種原理簡單、能夠大幅度提高材料參數(shù)反求的穩(wěn)健性和實(shí)用性的多工況模式下高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)反求方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種多工況模式下高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)反求方法，流程為(I)基于多工況建模，得到RSSquasi_stati。，為準(zhǔn)靜態(tài)模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差；RSSdyna，為準(zhǔn)動態(tài)模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差；
權(quán)利要求
1.一種多工況模式下高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)反求方法，其特征在于，流程為 (1)基于多工況建模，得到RSSquasi_stati。，為準(zhǔn)靜態(tài)模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差；RSSdyna,為準(zhǔn)動態(tài)模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差；RSSquasi_stati JSSllyna,為混合材料模型率禹合項(xiàng)； (2)建立基于多工況的數(shù)據(jù)模型；將單目標(biāo)問題轉(zhuǎn)換為多目標(biāo)問題，即=RSS=W1RSSquasiItotic^RSSDyna+WsRSSqu^t^RSSDyna，其中 W1, W2, W3 分別代表相應(yīng)的權(quán)系數(shù)； (3)多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；獲取樣本均值士,…、樣本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)樣本均值 ⑷和樣本標(biāo)準(zhǔn)差建立多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多工況模式下高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)反求方法，其特征在于，所述步驟(I)的具體步驟為 (I. I)工況I建模； (I. I. I)進(jìn)行靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)； (I. I. 2)準(zhǔn)靜態(tài)材料模型，采用最支持向量機(jī)擬合靜態(tài)模型； (I. I. 3)得到RSSquasi_stati。，RSSquasi_static為準(zhǔn)靜態(tài)模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差
全文摘要
一種多工況模式下高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)反求方法，流程為(1)基于多工況建模，得到RSSquasi-static，為準(zhǔn)靜態(tài)模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差；RSSdyna，為準(zhǔn)動態(tài)模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差；RSSquasi-staticRSSDyna，為混合材料模型耦合項(xiàng)；(2)建立基于多工況的數(shù)據(jù)模型；將單目標(biāo)問題轉(zhuǎn)換為多目標(biāo)問題，即RSS=w1RSSquasi-static+w2RSSDyna+w3RSSquasi-staticRSSDyna，其中w1，w2，w3分別代表相應(yīng)的權(quán)系數(shù)；(3)多目標(biāo)穩(wěn)健優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；(4)材料參數(shù)組合；將RSS=w1RSSquasi-static+w2RSSDyna+w3RSSquasi-staticRSSDyna中的相關(guān)材料參數(shù)A,B,n,C作為設(shè)計參數(shù)代入正碰和側(cè)碰的仿真模型；(5)測試。本發(fā)明具有原理簡單、能夠大幅度提高材料參數(shù)反求的穩(wěn)健性和實(shí)用性等優(yōu)點(diǎn)。
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(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者王琥, 楊博華, 李維逸, 李光耀 申請人:湖南大學(xué)