一种弹塑性本构参数计算方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115952714A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211652308.5G01N3/08(2006.01)(22)申请日2022.12.16G06F119/14(2020.01)(71)申请人北京理工大学重庆创新中心地址401120重庆市渝北区龙兴镇曙光路9号9幢(72)发明人高峰梁宾陈悟果王腾腾姜子涵刘应波范吉富黄荣亚赵岩王扬卫(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214专利代理师卢昱莎(51)Int.Cl.G06F30/23(2020.01)G16C60/00(2019.01)G06F17/11(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种弹塑性本构参数计算方法(57)摘要本发明公开了一种弹塑性本构参数计算方法，包括：S1：进行单轴拉伸实验，获取实验的真应力‑真应变曲线，在最大应力处附近进行截取处理，得到截取处理后的曲线；S2：基于截取处理后的曲线，按照等弧长法抽取数据点，进行数据压缩；S3：通过选择好的弹性模型和塑性模型，对抽取的每个数据点，进行非线性分析，获取每个数据点处，应变增量中弹性与塑性的占比，计算模型的真应力‑真应变曲线。本发明依据弧长进行数据点抽取，保证选取合适数据点的情况下，提升了运算速度；同时对数据点进行弹塑性分解，保证了力学计算的合理性；构建优化目标函数进行了弹‑粘塑性本构参数全局优化，保证了弹性与塑性本构参数的协调性，从而提高了计算精度。CN115952714ACN115952714A权利要求书1/2页1.一种弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，包括：S1：进行单轴拉伸实验，获取实验的真应力‑真应变曲线，并进行截取处理，获得截取处理后的曲线；S2：基于截取处理后的曲线，按照弧长抽取数据点，进行数据压缩；S3：通过选择好的弹性模型和塑性模型，设定本构参数向量，根据抽取的数据点，获取实验的真应变数据，基于实验的真应变数据和本构参数向量，对实验的真应力‑真应变曲线上抽取的每个数据点进行非线性分析，获取每个数据点处，应变增量中弹性与塑性的占比，计算模型的真应力‑真应变曲线。S4：根据计算得到的模型的真应力‑真应变曲线，优化更新本构参数向量，基于更新后的本构参数向量，返回步骤S3重新计算模型的真应力‑真应变曲线，直至优化的条件参数收敛，得到迭代优化后的本构参数。2.根据权利要求1所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，步骤S1，真应力‑真应变曲线的获取，具体如下：获取标距段的工程应变与真应变，基于原始试样标距段的横截面积计算每个时刻的真应力，获得真应力‑真应变曲线。3.根据权利要求1所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，所述截取处理，为将真应力‑真应变曲线中斜率为负的部分去除。4.根据权利要求1所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，步骤S2，所述数据压缩，具体过程如下：S201：计算截取处理后曲线的弧长；S202：确定数据压缩后所需目标数据点个数；S203：基于目标数据点个数，计算理论平均取点间隔弧长；S204：抽取数据点，并获得抽取的数据点的总个数，基于总个数和目标数据点个数，计算残差；S205：基于残差判断是否收敛，若不收敛，则更新平均取点间隔弧长，返回步骤S204重新执行，直至收敛，获得收敛时抽取的数据点。5.根据权利要求4所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，所述残差，为抽取的数据点的总个数与目标数据点个数的差值。6.根据权利要求1所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，步骤S1中，取真应力‑真应变曲线上真应变量为0.002附近的点与原点的斜率做为线弹性模型弹性模量的初始值，以该点的真应力值做为理论屈服强度的初始值。7.根据权利要求1所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，步骤S3中，所述非线性分析，具体过程如下：S301：将任意相邻数据点的全应变增量，分解成弹性应变增量和塑性应变增量，并通过对应的时间增量，将对应的全应变率分解为弹性应变率和塑性应变率；S302：将对应时刻的应力分别用弹性应变增量及所选弹性本构和塑性应变增量及所选塑性本构表示，并构建非线性方程；S303：计算出数据点各时刻对应的弹性应变、塑性应变以及真应力。8.根据权利要求1所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于，所述优化更新本构参2CN115952714A权利要求书2/2页数向量，具体如下：S401：构建约化的目标函数；S402：约化自变量，将自变量的范围约化到[0，1]；S403：基于约化自变量，实验的真应力以及当前步骤S3中计算的真应力，构建优化目标函数；S404：通过优化算法，更新本构参数向量，直至所述优化目标函数收敛。9.根据权利要求8所述的弹塑性本构参数计算方法，其特征在于