[发明专利]一种基于最小二乘法的材料弹性模量参数的求解方法

说明书

本发明涉及NVH材料领域，具体公开了一种基于最小二乘法的材料弹性模量参数的求解方法，包括步骤：对材料样件进行自由模态试验，得到其前k阶非刚体模态试验频率值；构建材料样件的模态求解边界条件，并将材料样件的弹性模量参数设置为变量，求解前k阶非刚体模态理论频率值；基于最小二乘法、非刚体模态试验频率值，构建非刚体模态理论频率值的优化模型，根据设定的优化模型目标求取材料样件的弹性模量参数。本发明结合模态试验和有限元分析，求解材料样件的弹性模量参数，可避免采用专用材料性能测试设备，节约成本；并且，本方案基于最小二乘法构建优化模型，具有拟合度高，易于实现的优点，使得求解的弹性模量参数准确度较高，且求解过程简单。

技术领域

本发明涉及NVH材料领域，具体涉及一种基于最小二乘法的材料弹性模量参数的求解方法。

背景技术

随着汽车市场竞争的日益激烈和消费者对汽车产品要求的提高，未来汽车将朝着安全、环保、低成本、信息化、舒适性的方向不断前进。消费者对汽车舒适性的满意程度主要体现在对汽车整体NVH(噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness))性能的满意程度上，即消费者需要低噪声、低振动、驾驶平顺的体验。据不完全统计，对顾客不满意问题调查中，约有1/3是与NVH性能有关；大约1/5的售后服务与NVH性能有关。因此，对于汽车厂商来说，提高整车的NVH性能变的尤为迫切。材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律)，其比例系数称为弹性模量。弹性模量作为NVH材料部件的一个重要参数，在设计NVH材料部件时，往往需要快速求得特殊材料(比如玻璃、阻尼胶等)的弹性模量，利于对车辆的NVH部件进行高精度有限元建模。

目前通常需要借助专用的材料性能测试设备去测得材料的弹性模量，而材料性能测试设备需要单独购买，成本较高。

发明内容

本发明提供一种基于最小二乘法的材料弹性模量参数的求解方法，解决的技术问题在于：目前借助专用的材料性能测试设备求取材料的弹性模量的方法，材料性能测试设备需要单独购买，致使材料弹性模量参数的求取成本较高。

本发明提供的基础方案为：

一种基于最小二乘法的材料弹性模量参数的求解方法，包括步骤：

S1.对材料样件进行自由模态试验，得到其前k阶非刚体模态试验频率值；

S2.构建所述材料样件的模态求解边界条件，并将所述材料样件的弹性模量参数设置为变量，求解前k阶非刚体模态理论频率值；

S3.基于最小二乘法、所述非刚体模态试验频率值，构建所述非刚体模态理论频率值的优化模型，根据设定的优化模型目标求取所述材料样件的弹性模量参数。

本基础方案的工作原理及优点在于：

通过模态试验求取材料样件的前k阶非刚体模态试验频率值，基于有限元分析求得包含弹性模量参数变量的前k阶非刚体模态理论频率值，然后基于最小二乘法和非刚体模态试验频率值，构建非刚体模态理论频率值的优化模型，从而经过优化模型的优化寻优后得到一最优的目标值，进一步直接获取该目标值下的非刚体模态理论频率值，最后反求弹性模量参数变量的当前值，即为所需的材料样件的弹性模量参数。本方案结合模态试验和有限元分析，便能求解材料样件的弹性模量参数，可避免采用专用材料性能测试设备，节约成本；并且，本方案基于最小二乘法构建优化模型，具有拟合度高，易于实现的优点，使得求解的弹性模量参数准确度较高，且求解过程简单。

在进一步的实施方案中，所述步骤S1具体为：

对材料样件进行自由模态试验，得到其前k阶非刚体自由模态试验频率值F＝[F1,F2,…,Fk]，k≥1。