[發明專利]一種建筑膜材非線性力學行為的預測方法有效
| 申請號： | 201810317789.1 | 申請日： | 2018-04-10 |
| 公開（公告）號： | CN108827769B | 公開（公告）日： | 2019-10-29 |
| 發明（設計）人： | 張營營;徐俊豪;張蘭蘭;周祎;丁威;郭震 | 申請（專利權）人： | 中國礦業大學 |
| 主分類號： | G01N3/08 | 分類號： | G01N3/08 |
| 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： | 龔頤雯;龐許倩 |
| 地址： | 221116 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 建筑膜材 非線性力學 試件 力學行為 試驗數據 加載 預測 計算效率 記錄試驗 拉伸試驗 歷史影響 擬合處理 試驗過程 有效解決 預測技術 預測結果 建筑膜 構建 拉伸 裁剪 剪裁 參考 試驗 分析 | ||
1.一種建筑膜材非線性力學行為的預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
剪裁試驗用試件；具體包括：
按照建筑膜材纖維方向進行裁剪，得到包括不同纖維方向的大小相等的多個長條形試件；
所述纖維方向包括經向、緯向和45°方向；
對試件進行拉伸試驗，記錄試驗數據；
所述拉伸試驗包括恒定加載速率的單調拉伸試驗和等幅度的逐級加卸載拉伸試驗；
對試驗數據進行擬合處理，構建本構模型，所述本構模型包括建筑膜材各主方向的切線模量模型和卸載模量及重加載模量模型；
所述本構模型的構建過程包括對經向和緯向進行拉伸試驗得到的試驗數據進行擬合處理和以纖維偏軸45°試件加卸載試驗得到的試驗數據曲線為優化目標進行參數優化；
利用所述本構模型對建筑膜材不同加載機制下的非線性力學行為進行預測。
2.根據權利要求1所述的預測方法，其特征在于，
所述本構模型具體為：
式中，為建筑膜材切線模量，σi拉伸力分量；i表示方向，1、2表示經向、緯向，6表示剪切方向；εi為應變分量，為卸載或重加載模量，為建筑膜材加卸載過程中經歷的最大應變分量,A1～9為模型參數。
3.根據權利要求2所述的預測方法，其特征在于，所述本構模型參數的確定方法包括：
1)輸入材料初始參數；
2)計算應變增量，使用i＝1,2,6三個狀態變量分別記錄材料主方向在加載歷程中所達到的最大拉伸應變和剪應變；
3)計算當前應變，并與當前步的狀態變量作比較；
4)根據比較結果確定經向切線模量、緯向切線模量及剪切模量；
5)計算單元雅克比矩陣；
6)計算應力分量，并更新狀態變量；
7)判斷單元應力是否滿足失效準則，若滿足，則該單元失效；若不滿足，則回到2)繼續運算。
4.根據權利要求3所述的預測方法，其特征在于，通過反算法獲取模型剪切模量最優解。
5.根據權利要求4所述的預測方法，其特征在于，所述反算法通過MATLAB程序結合ABAQUS軟件實現；得到所述最優解的過程通過MATLAB程序中的“lsqnonlin”函數實現。
6.根據權利要求5所述的預測方法，其特征在于，當數值模擬結果滿足條件：時，所述反算法得到參數的最優解，式中：Fti(A1,A2,A3,A4,A5)為模型預測結果，Fe,ti為試驗結果，A1,A2,A3,A4,A5為模型參數。
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