[發(fā)明專利]材料本構(gòu)方程參數(shù)標(biāo)定方法、裝置及計算機設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310019903.3
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN115831295B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐志強;宋小雨;趙經(jīng)緯;趙丕植;史曉成;李秀磊;王國軍;李英東;胡國強;任思蒙
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋁材料應(yīng)用研究院有限公司
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00;G01N3/08
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 董文倩

本發(fā)明公開了一種材料本構(gòu)方程參數(shù)標(biāo)定方法、裝置及計算機設(shè)備。其中，該方法包括：在進行參數(shù)標(biāo)定時，既選取了同一應(yīng)變率下的若干個真實應(yīng)力?真實塑性應(yīng)變的實驗值，同時又選取了多應(yīng)變率的真實應(yīng)力?真實塑性應(yīng)變的實驗值，既保證了單一應(yīng)變率下真實應(yīng)力?真實塑性應(yīng)變的擬合效果，同時又兼顧了多應(yīng)變率的真實應(yīng)力?真實塑性應(yīng)變的擬合效果，實現(xiàn)了多應(yīng)變率Johnson?Cook材料本構(gòu)方程參數(shù)的統(tǒng)一標(biāo)定。本發(fā)明解決了材料應(yīng)變率發(fā)生變化時難以對Johnson?Cook材料本構(gòu)方程中的參數(shù)進行標(biāo)定的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種材料本構(gòu)方程參數(shù)標(biāo)定方法、裝置及計算機設(shè)備。

背景技術(shù)

在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)階段，CAE仿真分析是不可或缺的，尤其是汽車碰撞仿真分析以及行人保護碰撞仿真分析在被動安全中是至關(guān)重要的。汽車碰撞屬于動態(tài)過程，在仿真分析時，汽車碰撞仿真結(jié)果的準(zhǔn)確程度取決于材料的高速拉伸曲線。室溫下金屬材料在高速拉伸實驗過程中的力學(xué)性能會隨著拉伸速率的變化而變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變率效應(yīng)。在汽車碰撞仿真分析中，需要輸入多應(yīng)變率下材料真實應(yīng)力-真實應(yīng)變曲線，而通過拉伸試驗得到的力-位移實驗數(shù)據(jù)具有一定的波動性，而且隨著應(yīng)變率的提高，波動性越明顯，基于此數(shù)據(jù)計算出的真實應(yīng)力-真實應(yīng)變曲線不能直接輸入到仿真軟件中，需要通過材料本構(gòu)方程獲取單調(diào)遞增的數(shù)據(jù)來進行設(shè)置。一般汽車碰撞采用的本構(gòu)方程為Johnson-Cook材料本構(gòu)方程，該方程描述材料在高應(yīng)變速率下塑性變形行為，認為材料在高應(yīng)變率下表現(xiàn)為應(yīng)變硬化、應(yīng)變率硬化效應(yīng)。

相關(guān)技術(shù)中，對多個應(yīng)變率下的拉伸曲線會計算得到多個Johnson-Cook材料本構(gòu)方程，且相互之間沒有任何關(guān)聯(lián)，無法標(biāo)定出Johnson-Cook材料本構(gòu)方程的一組參數(shù)。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種材料本構(gòu)方程參數(shù)標(biāo)定方法、裝置及計算機設(shè)備，以至少解決材料應(yīng)變率發(fā)生變化時難以對Johnson-Cook材料本構(gòu)方程中的參數(shù)進行標(biāo)定的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種參數(shù)標(biāo)定方法，包括：測試金屬材料，得到所述金屬材料在準(zhǔn)靜態(tài)及動態(tài)下的拉伸力-位移實驗曲線；對所述金屬材料的所述拉伸力-位移實驗曲線進行變換處理，得到所述金屬材料在準(zhǔn)靜態(tài)及動態(tài)下分別對應(yīng)的真實應(yīng)力-真實塑性應(yīng)變實驗曲線；根據(jù)所述金屬材料在準(zhǔn)靜態(tài)下的第一參考應(yīng)變率對應(yīng)的真實應(yīng)力-真實塑性應(yīng)變實驗曲線，確定所述金屬材料對應(yīng)的Johnson-Cook材料本構(gòu)方程中參數(shù)值A(chǔ)、參數(shù)值B和參數(shù)值n；根據(jù)所述真實應(yīng)力-真實塑性應(yīng)變實驗曲線，確定所述金屬材料在多個第二參考應(yīng)變率下的多個真實塑性應(yīng)變各自對應(yīng)的多個真實應(yīng)力值，其中，所述多個第二參考應(yīng)變率分別為所述金屬材料在準(zhǔn)靜態(tài)及動態(tài)下的應(yīng)變率；將所述金屬材料對應(yīng)的Johnson-Cook材料本構(gòu)方程轉(zhuǎn)化為以所述金屬材料的應(yīng)變率函數(shù)為自變量、以關(guān)于流動應(yīng)力和等效塑性應(yīng)變的函數(shù)為因變量的線性函數(shù)方程；根據(jù)所述金屬材料在多個第二參考應(yīng)變率下的多個真實塑性應(yīng)變各自對應(yīng)的多個真實應(yīng)力值對所述Johnson-Cook材料本構(gòu)方程轉(zhuǎn)化得到的線性函數(shù)方程進行線性擬合，得到所述Johnson-Cook材料本構(gòu)方程中的參數(shù)值C。