[發(fā)明專利]一種確定晶體塑性有限元模型材料參數(shù)的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011426575.1 | 申請日： | 2020-12-09 |
| 公開（公告）號： | CN112651153A | 公開（公告）日： | 2021-04-13 |
| 發(fā)明（設計）人： | 藺永誠;姜玉強;王冠強 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F30/27;G16C60/00;G06F119/14 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 確定 晶體 塑性 有限元 模型材料 參數(shù) 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種確定晶體塑性有限元模型材料參數(shù)的方法。該方法如下：(1)設置不同的材料參數(shù)組合A；(2)采用參數(shù)組合A，進行晶體塑性有限元計算，得到不同參數(shù)下的真應力真應變；(3)將參數(shù)組合A作為輸入，把第二步得到的真應力真應變作為輸出，建立深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型；(4)選取額外的材料參數(shù)組合B，進行晶體塑性有限元和深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型計算，得到不同模型的真應力真應變，并進行比較，驗證深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型的準確性；(5)設置多組材料參數(shù)組合C，進行深度置信網(wǎng)絡模型計算，將計算得到的真應力真應變和試驗值比較，若誤差大于設定值，繼續(xù)修改材料參數(shù)組合C，直至誤差小于設定值，該參數(shù)組合C即為晶體塑性有限元模型的材料參數(shù)。
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬材料加工工程技術領域，涉及一種確定晶體塑性有限元模型材料參數(shù)的方法。
背景技術：
高強韌鈦合金具有比強度高、沖擊韌性好、抗疲勞和抗腐蝕能力強等優(yōu)點，被廣泛用來制造飛機起落架，航空發(fā)動機葉片等關鍵結(jié)構(gòu)件。通過熱變形，β相因動態(tài)再結(jié)晶而細化，進而可以得到細小均勻的組織，這有利于提高材料的力學性能。然而，由于鈦合金中β相的取向不同，導致材料會發(fā)生不均勻變形和不均勻的再結(jié)晶現(xiàn)象。
晶體塑性有限元是模擬材料不均勻變形及織構(gòu)演變的重要方法。而晶體塑性有限元模擬的計算周期長，材料參數(shù)多，這限制了該方法的應用。傳統(tǒng)的確定晶體塑性有限元模型材料參數(shù)的方法為試錯法。該方法具有不確定性、迭代次數(shù)多、計算量極大、收斂性差，且不容易得到精確的材料參數(shù)值的缺陷。因此，需要一種準確確定晶體塑性有限元模型材料參數(shù)的方法，以建立材料準確的晶體塑性有限元模型。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明的目的在于提供一種確定晶體塑性有限元模型材料參數(shù)的方法，該方法通過深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型，采用較少的晶體塑性有限元計算量，獲得準確的晶體塑性有限元的材料參數(shù)，解決了晶體塑性有限元材料參數(shù)試錯法帶來的不確定性、迭代次數(shù)多、計算量大、收斂性差及精度低的難題。
本發(fā)明解決上述難題的方案是：
步驟1：設置不同的材料參數(shù)組合A，進行晶體塑性有限元計算，得到不同參數(shù)下的真應力真應變；本步驟所述的晶體塑性有限元模型為唯象學冪率模型：
式中：為第α個滑移系剪切應變率，是參考剪切應變率，τα為第α個滑移系的分解剪切應力，為臨界剪切應力，m是滑移率速率敏感系數(shù)，為滑移系初始強度，hαβ為滑移硬化模量，表征滑移系β的單位剪切變形對滑移系α滑移阻力的影響，為第β個滑移系剪切應變率，h0為自硬化模量，τs是滑移系飽和強度，τβ是滑移系β的分解剪切應力，a為應力指數(shù)，qαβ是描述自硬化系數(shù)和潛在硬化系數(shù)的矩陣，可以表示為：
其中，q是潛在硬化系數(shù)與自硬化系數(shù)的比值，對共面滑移系，比值為1，其他情況為1.4，A為三階單位矩陣，參數(shù)m，hαβ和a為待確定的材料參數(shù)；
步驟2：將參數(shù)組合A作為輸入，把第二步得到的真應力真應變作為輸出，建立深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型；
步驟3：選取額外的材料參數(shù)組合B，進行晶體塑性有限元和深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型計算，得到不同模型的真應力真應變，并進行比較，以驗證深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型的準確性；
步驟4：設置多組材料參數(shù)組合C，進行深度置信網(wǎng)絡模型計算，將計算得到的真應力真應變和試驗值比較，若誤差大于設定值，繼續(xù)修改材料參數(shù)組合C，直至誤差小于設定值，該參數(shù)組合C即為晶體塑性有限元模型的材料參數(shù)。
附圖說明：
圖1深度置信神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測精度驗證；
圖2實施例1獲得的晶體塑性有限元模型預測精度；
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