材料本构方程参数标定方法、装置及计算机设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115831295A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202310019903.3(22)申请日2023.01.06(71)申请人中铝材料应用研究院有限公司地址100028北京市昌平区未来科学城南区中铝材料院(72)发明人徐志强宋小雨赵经纬赵丕植史晓成李秀磊王国军李英东胡国强任思蒙(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240专利代理师董文倩(51)Int.Cl.G16C60/00(2019.01)G01N3/08(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图7页(54)发明名称材料本构方程参数标定方法、装置及计算机设备(57)摘要本发明公开了一种材料本构方程参数标定方法、装置及计算机设备。其中，该方法包括：在进行参数标定时，既选取了同一应变率下的若干个真实应力‑真实塑性应变的实验值，同时又选取了多应变率的真实应力‑真实塑性应变的实验值，既保证了单一应变率下真实应力‑真实塑性应变的拟合效果，同时又兼顾了多应变率的真实应力‑真实塑性应变的拟合效果，实现了多应变率Johnson‑Cook材料本构方程参数的统一标定。本发明解决了材料应变率发生变化时难以对Johnson‑Cook材料本构方程中的参数进行标定的技术问题。CN115831295ACN115831295A权利要求书1/3页1.一种参数标定方法，其特征在于，包括：测试金属材料，得到所述金属材料在准静态及动态下的拉伸力‑位移实验曲线；对所述金属材料的所述拉伸力‑位移实验曲线进行变换处理，得到所述金属材料在准静态及动态下分别对应的真实应力‑真实塑性应变实验曲线；根据所述金属材料在准静态下的第一参考应变率对应的真实应力‑真实塑性应变实验曲线，确定所述金属材料对应的Johnson‑Cook材料本构方程中参数值A、参数值B和参数值n；根据所述真实应力‑真实塑性应变实验曲线，确定所述金属材料在多个第二参考应变率下的多个真实塑性应变各自对应的多个真实应力值，其中，所述多个第二参考应变率分别为所述金属材料在准静态及动态下的应变率；将所述金属材料对应的Johnson‑Cook材料本构方程转化为以所述金属材料的应变率函数为自变量、以关于流动应力和等效塑性应变的函数为因变量的线性函数方程；根据所述金属材料在多个第二参考应变率下的多个真实塑性应变各自对应的多个真实应力值对所述Johnson‑Cook材料本构方程转化得到的线性函数方程进行线性拟合，得到所述Johnson‑Cook材料本构方程中的参数值C。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述金属材料的所述拉伸力‑位移实验曲线进行变换处理，得到所述金属材料在准静态及动态下分别对应的真实应力‑真实塑性应变实验曲线，包括：对所述金属材料的所述拉伸力‑位移实验曲线进行变换处理，得到所述金属材料的工程应力‑应变实验曲线；对所述金属材料的所述工程应力‑应变实验曲线进行变换处理，得到所述金属材料的真实应力‑真实应变实验曲线；分解所述真实应力‑真实应变实验曲线，得到所述金属材料的真实应力‑真实塑性应变实验曲线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于如下公式对所述金属材料的所述拉伸力‑位移实验曲线进行变换处理，得到所述金属材料在准静态及动态下分别对应的真实应力‑真实塑性应变实验曲线：其中，F为试验机拉伸载荷，A为所述金属材料的试件标距原始横截面积，Δl为所述金属材料的试件标距段的变形量，l为所述金属材料的试件标距原始长度，为工程应力，为工程应变，为真实应力，为真实应变，为真实塑性应变，为弹性阶段真实应变，E为所述金属材料的弹性模量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属材料的Johnson‑Cook材料本构方程为：，其中，2CN115831295A权利要求书2/3页为流动应力，为等效塑性应变，为当前应变率，为准静态下参考应变率，A、B、n、C为材料参数，参数值A为所述金属材料在参考应变率下的屈服强度，参数值B为应变强化系数，参数值n为强化指数，参数值C为应变率敏感系数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述金属材料在多个第二参考应变率下的多个真实塑性应变各自对应的多个真实应力值对所述Johnson‑Cook材料本构方程转化得到的线性函数方程进行线性拟合，得到所述Johnson‑Cook材料本构方程中的参数值C，包括：根据所述金属材料在多个第二参考应变率下的多个真实塑性应变各自对应的多个真实应力值，确定所述Johnson‑Cook材料本构方程转化得到的线性函数方程中的函数自变量值xi和函数因变量值，其中，参数值C为所述函数自变量值的系数；根据所述函数自变量值xi和所述函数因变量值，拟合得到所述参数值C。6.根据权利要求5所