专利名称：多工况模式下高强度钢材料参数反求方法
技术领域：
本发明主要涉及到先进制造的优化设计领域，特指一种适用于多工况模式下高强度钢材料参数的反求方法。
背景技术：
高强度钢的应变率效应对汽车件碰撞性能的影响研究是国际上的研究热点，不同类型的高强度钢将呈现出不同的应变率效应。因此，如何获取精确的材料参数是保证汽车碰撞计算机仿真结果可靠性的前提。如果直接 通过标准拉伸试验获取相关材料参数，并没有考虑材料测试过程中的不确定性，将会引入较大的误差。目前，现有材料参数反求方法的获取通常有三种方式直接实验方法、虚拟场方法和混合数值法。直接实验方法通常采用1996年确定的ASTM标准，直接通过标准拉深试验获取相关材料参数。这类方法的缺陷主要体现在两个方面没有考虑复杂加载情况；没有考虑材料颈缩等失效效应。因此，采用这类方法获取的材料参数，尤其是非线性各项异性材料参数，很难满足日益仿真的工程需要。为此，一些学者建立了能够测量复杂加载情况以及能够处理复杂几何试件的材料参数试验设备。采用这类方法获取的材料参数的精度有大幅度提高，但是由于测试机构过于复杂昂贵，阻碍了这类材料参数获取模式的应用和推广。虚拟场方法分别建立系统内力和外力所产生的虚功方程，并根据二者最小化原则获取材料参数。该方法的优势在于反求过程中不需要进行有限元数值计算，可以大幅度提高材料反求的计算效率。但选择不同的场量，其反求结果差异较大；且测量中的误差对反求精度的影响也明显高于数值混合算法。其最大缺陷需要高构造复杂的场量，而且检测设备专用、通用性差。基于有限元仿真的数值混合方法已有20余年的发展的历史，这类反求方法的特点是材料参数不能直接由试验获取，而须通过对真实试验的计算机仿真得到。这一仿真过程实际上可归结为一优化问题，即将仿真结果与实验数据之间的误差函数最小化(通常是位移)，从而反求得到材料参数。由于在求解过程中综合运用了数值仿真方法和试验测试技术，通常又被称为数值实验混合法。这类方法的最大缺陷有二个不确定性和稳健性。仿真数据和实验数据需要根据测试点确定，如何选择测试点，选择何种场作为数据源难以确定。不同的测试点和测试场的选取对最终材料参数影响很大；对于复杂的几何试件，需要建立高精度的有限元模型，随着问题复杂性的增强，非确定性难以确定(如摩擦系数等)，待求参数的增加，测试的计算效率和稳健性难以保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、能够大幅度提高材料参数反求的稳健性和实用性的多工况模式下高强度钢材料参数反求方法。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案
一种多工况模式下高强度钢材料参数反求方法，流程为(I)基于多工况建模，得到RSSquasi_stati。，为准静态模式下实验结果和仿真结果的误差；RSSdyna，为准动态模式下实验结果和仿真结果的误差；
权利要求
1.一种多工况模式下高强度钢材料参数反求方法，其特征在于，流程为 (1)基于多工况建模，得到RSSquasi_stati。，为准静态模式下实验结果和仿真结果的误差；RSSdyna,为准动态模式下实验结果和仿真结果的误差；RSSquasi_stati JSSllyna,为混合材料模型率禹合项； (2)建立基于多工况的数据模型；将单目标问题转换为多目标问题，即=RSS=W1RSSquasiItotic^RSSDyna+WsRSSqu^t^RSSDyna，其中 W1, W2, W3 分别代表相应的权系数； (3)多目标稳健优化数学模型；获取样本均值士,…、样本标准根据样本均值 ⑷和样本标准差建立多目标稳健优化数学模型
2.根据权利要求I所述的多工况模式下高强度钢材料参数反求方法，其特征在于，所述步骤(I)的具体步骤为 (I. I)工况I建模； (I. I. I)进行静态拉伸实验； (I. I. 2)准静态材料模型，采用最支持向量机拟合静态模型； (I. I. 3)得到RSSquasi_stati。，RSSquasi_static为准静态模式下实验结果和仿真结果的误差
全文摘要
一种多工况模式下高强度钢材料参数反求方法，流程为(1)基于多工况建模，得到RSSquasi-static，为准静态模式下实验结果和仿真结果的误差；RSSdyna，为准动态模式下实验结果和仿真结果的误差；RSSquasi-staticRSSDyna，为混合材料模型耦合项；(2)建立基于多工况的数据模型；将单目标问题转换为多目标问题，即RSS=w1RSSquasi-static+w2RSSDyna+w3RSSquasi-staticRSSDyna，其中w1，w2，w3分别代表相应的权系数；(3)多目标稳健优化数学模型；(4)材料参数组合；将RSS=w1RSSquasi-static+w2RSSDyna+w3RSSquasi-staticRSSDyna中的相关材料参数A,B,n,C作为设计参数代入正碰和侧碰的仿真模型；(5)测试。本发明具有原理简单、能够大幅度提高材料参数反求的稳健性和实用性等优点。
文档编号G06F19/00GK102968568SQ20121050133
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者王琥, 杨博华, 李维逸, 李光耀 申请人:湖南大学