[發明專利]一種汽車車身沖壓鋼板材料特性參數的反求方法

有效

• 申請號: 201210073844.X
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN102628766A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 姜潮;李超;韓旭;張乾;董朵
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 王慶海

1.一種汽車車身沖壓鋼板材料特性參數的反求方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、對車身沖壓成型鋼板進行區域劃分，根據沖壓件的空間形狀、沖壓加工工藝特點和沖壓變形程度進行初步判斷，然后進行有限元仿真進一步確認分區方式；

步驟2、根據區域劃分情況在沖壓成型鋼板表面布置測試點，車身鋼板所有分區在外載作用下的彈塑性變形情況能夠通過測試點的結構響應體現出來；

步驟3、對沖壓成型鋼板進行拉伸試驗，記錄表面測試點的結構響應作為試驗響應輸出；

步驟4、建立沖壓成型鋼板拉伸試驗的正問題仿真模型，在模型中施加與試驗環境相同的外載與邊界條件，輸出測試點的結構響應作為仿真響應輸出，模型中通過指數硬化模型對材料的真實應力應變關系進行描述，需要反求的參數為強化系數K和硬化指數n；

步驟5、對原材料的應力應變曲線進行研究，根據卸載規律推測強化系數K和硬化指數n，得到以原材料的塑性應變ε_p為自變量的材料參數變化趨勢方程K(ε_p)和n(ε_p)；由于實際情況與理論推測存在誤差，引入調整參數ΔK，當原材料的塑性應變為ε_p時對應的材料參數修正為K(ε_p)+ΔK和n(ε_p)，從而將反求材料強化系數K和硬化指數n轉化為反求中間參數ε_p和ΔK；

步驟6、通過比較試驗響應數據與仿真響應數據形成目標函數，從而構成反問題模型；

步驟7、選取合適的優化方法對反問題模型進行優化，使之達到最小，取反問題模型最小時各分區的中間參數ε_p與ΔK，經轉化得到各分區的材料參數K和n，即為真實材料參數。

2.根據權利要求1所述的汽車車身沖壓鋼板材料特性參數的反求方法，其特征在于：

在步驟4中，正問題仿真模型是車身鋼板材料特性參數與結構響應輸出之間的映射關系，其中：材料的真實應力應變關系通過下式的指數硬化模型進行描述：

σ_true＝Kε_trueⁿ＝K(ε₀+ε_p)ⁿ

ϵ0=(σ0/K)1n]]>

K為強化系數；ε₀為彈性真應變；ε_p為塑性真應變；n為硬化指數；σ₀為初始屈服極限。

3.根據權利要求1所述的汽車車身沖壓鋼板材料特性參數的反求方法，其特征在于：

在步驟6中，反問題模型即優化模型，將常規的最小二乘方程式模型作為反問題模型，具體定義方法如下：

ψ(P)=Σj=1NtΣi=1Np(uijsim(P)-uijexpuijexp)2]]>

其中，P為待求材料參數向量；N_t為外載荷總數；N_p為測試點總數；為在j載荷作用下i測試點的有限元仿真響應值；為在j載荷作用下i測試點的試驗測試響應值。