[发明专利]一种基于弯曲工艺的材料力学性能参数确定方法

权利要求书

1.一种基于弯曲工艺的材料力学性能参数确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在V形弯曲中，建立基于弯曲力、凸模弯曲行程、板材弯曲角度三者关系的力学模型；在弯曲变形阶段针对弹、塑性变形分别基于曲率半径分析等效应力与等效应变的关系，再结合voce本构方程和ludwik本构方程建立弯矩计算模型；

(2)在V形弯曲中，针对板材与凸模之间的贴膜和未贴膜两个阶段的曲率半径对步骤(1)的曲率半径进行修正；获得基于voce本构方程和ludwik本构方程中各个材料力学性能参数的弯曲力-行程模型；

(3)获取板材在整个V形弯曲过程中的弯曲力、凸模弯曲行程数据；利用步骤(2)弯曲力-行程模型；采用置信域方法对voce本构方程和ludwik本构方程中各个材料力学性能参数分别进行优化，并确定voce本构方程和ludwik本构方程两者中近似目标函数值较小的本构方程用以作为力学性能参数的模型描述；

所述置信域方法包括以下步骤：获取实验数据后，利用材料参数标定算法计算所涉及的弹性模量E、voceopen模型中的材料参数A、B、σ_s和ludwik模型中的参数σ_0e、K、n；

1)设定自变量的边界范围，此处，由于X包含四个需要优化的值，故有四个自由度，令l_dim＝4，确定四组边界范围，即对X_k＝[E,A,B,σ_s]^T

E＝X(1)∈[50000,100000]

A＝X(2)∈[70,200]

B＝X(3)∈[10,50]

σ_s＝X(4)∈[100,300]

初始值为：

E＝60000,A＝100,B＝30,σ_s＝150

对X＝[E,σ_0e,K，n]^T

E＝X(1)∈[50000,100000]

σ_0e＝X(2)∈[-1000000,1000000]

K＝X(3)∈[-10000000,10000000]

n＝X(4)∈[0,1.5]

初始值为：

E＝60000,σ_0e＝100,K＝1000,n＝0.1

设置置信域半径初始值和终止值：

R_beg＝10^-1 R_end＝10^-7

2)判断是否首次运行，如果是，则利用窗口法检索实验数据拐点，读取拐点之前弹性段的数据，优化弹性模量，如果否，则读取全部数据1200组，优化其他自由度；

3)在置信域内对X进行二次插值，即在当前置信域半径R_now内二次插值可得到新样点Y_j，插值个数取m∈[6,15]；

4)用V形弯曲力学解析模型求解样点的力行程数据

①、将凸模、凹模和铝合金板材试样的形状参数和摩擦系数μ＝0.05输入；

②、设定凸模位移为20mm，单步加载位移为0.1mm，加载200步；

③、利用公式以及优化算法中第k迭代步下的新样点Y_j，求解各加载步下的弯曲力值；

④、将200组力位移解析数据保存；

5)对200组解析数据和当前实验数据进行插值，插值间隔Δh＝0.01mm，各得到2000组插值后数据，利用当前数据，求得目标函数的二次近似函数值，记录使近似函数值最小的一组样点；

6)判断置信域半径是否达到终止值，如果达到则直接到第8步，如果，没达到则继续执行；

7)利用截断共轭梯度法在当前置信域内确定搜索方向和搜索步长，更新置信域半径，重复3～6步；

8)判断是否完成全部自由度优化，如果否回到第2步；

9)输出记录的样点和其近似目标函数值。