[發(fā)明專利]分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型構(gòu)建方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011530000.4
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112507568A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 毛保全;朱銳;楊雨迎;李元超;韓小平;趙其進;陳春林;王之千
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F17/11;G06N3/12;G06F119/14
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

1.一種分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括：

采用Maxwell模型基本形式串聯(lián)1個彈簧壺機構(gòu)元件模型和1個彈簧元件模型構(gòu)成初始的分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型，并根據(jù)所述分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型構(gòu)建其本構(gòu)方程；

確定所述本構(gòu)方程的控制方程和所述控制方程的初始值和邊界條件，對所述控制方程進行數(shù)值推導，得到所述控制方程的有限差分方程；

根據(jù)所述有限差分方程和所述控制方程的初始值和邊界條件，采用遺傳算法進行多目標優(yōu)化，確定所述有限差分方程的參數(shù)取值和參數(shù)之間關系，得到最終的分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括：

對所述分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型進行數(shù)據(jù)擬合，判斷所述參數(shù)取值和參數(shù)之間的關系是否符合要求，在不符合要求的情況下，對所述參數(shù)取值和參數(shù)之間的關系進行相應調(diào)整。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型構(gòu)建其本構(gòu)方程具體包括：

根據(jù)所述分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型構(gòu)建其如公式1所示的本構(gòu)方程：

其中，σ代表應力，ε代表應變，D_t代表分數(shù)階微分算子，α為分數(shù)階系數(shù)，κ是準態(tài)特性，E代表彈性模量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述本構(gòu)方程的控制方程和所述控制方程的初始值和邊界條件，對所述控制方程進行數(shù)值推導，得到所述控制方程的有限差分方程具體包括：

根據(jù)公式2確定所述本構(gòu)方程的控制方程：

根據(jù)公式3確定所述控制方程的初始值和邊界條件：

對所述控制方程進行數(shù)值推導，得到所述控制方程的如公式4所示的有限差分方程：

其中，k＝1:m,i＝0:k-1,j＝2:k,h_j＝j^α-(j-1)^α,j＝2,...,k，m＝0,1,2,...,K，0≤k≤K；是時間步長，T表示總加載時間，K表示時間步數(shù)，Γ表示伽馬函數(shù)符號。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述有限差分方程和所述控制方程的初始值和邊界條件，采用遺傳算法進行多目標優(yōu)化，確定所述有限差分方程的參數(shù)取值和參數(shù)之間關系，得到最終的分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型具體包括：

將所述有限差分方程和所述控制方程的初始值和邊界條件代入Matlab軟件中，通過所述Matlab軟件自帶GA工具箱，設置如公式5所示的目標函數(shù)、設計變量及約束條件，進行多目標優(yōu)化，確定所述有限差分方程的參數(shù)取值和參數(shù)之間關系，得到最終的分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型；

其中，y_i為擬合曲線對應試驗應變點的應力值，y_i′為試驗數(shù)據(jù)應力值，n為試驗數(shù)據(jù)點數(shù)。

6.一種分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型構(gòu)建裝置，其特征在于，包括：

構(gòu)建模塊，用于采用Maxwell模型基本形式串聯(lián)1個彈簧壺機構(gòu)元件模型和1個彈簧元件模型構(gòu)成初始的分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型，并根據(jù)所述分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型構(gòu)建其本構(gòu)方程；

確定推導模塊，用于確定所述本構(gòu)方程的控制方程和所述控制方程的初始值和邊界條件，對所述控制方程進行數(shù)值推導，得到所述控制方程的有限差分方程；

多目標優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述有限差分方程和所述控制方程的初始值和邊界條件，采用遺傳算法進行多目標優(yōu)化，確定所述有限差分方程的參數(shù)取值和參數(shù)之間關系，得到最終的分數(shù)階Maxwell錳銅基阻尼合金本構(gòu)模型。