[发明专利]基于模式搜索法的双相钢Ohno-WangⅠ本构模型参数优化方法

权利要求书

1.一种基于模式搜索法的双相钢Ohno-Wang Ⅰ本构模型参数优化方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：建立双相钢材料的Ohno-Wang Ⅰ本构模型；

所述双相钢材料的Ohno-Wang Ⅰ本构模型包括材料流动法则、材料的屈服函数和材料的背应力方程组；

步骤2：根据双相钢材料的应力应变模型建立单轴拉伸曲线关系，获得本构模型参数初始值；

根据单轴拉伸曲线确定的求解双相钢材料本构模型参数初始值的方程组，如下所示：

式中：γ_i表示第i个背应力分量对应的本构模型第一参数；r_i表示第i个背应力分量对应的本构模型第二参数；σ_i和分别为所选取的第i个单轴拉伸曲线上的点所对应的应力和塑性应变值；σ₀表示单轴拉伸曲线上塑性应变值为0时的应力值；σ_max表示单轴拉伸曲线应力峰值；M表示背应力分量个数；i表示背应力分量的编号；r₁表示第一个背应力分量的模型第二参数；

步骤3：使用基于Isight软件搭建的双相钢材料本构模型优化平台，利用模式搜索法获取准确的本构模型参数；

步骤31：获取步骤2得到的本构模型参数初始值，搭建基于Isight软件的双相钢材料本构模型优化平台，求解本构模型参数的最优解；优化过程需要比较根据参数初始值产生的时间-应力曲线和根据优化值产生的时间-应力曲线，基于最小二乘法的目标函数计算公式如下：

式中：L表示目标曲线和待优化曲线之间的应力差值平方之和；t_j表示第j个时间-应力曲线点中的时间，即曲线中横坐标；表示第j个目标曲线中点的应力值，即曲线纵坐标；表示第j个待优化曲线点的应力值；N表示时间-应力曲线中的点个数；j表示目标曲线的段数编号；

步骤32：分别将本构模型参数的初始值赋值给x₍₁₎作为优化过程的初始值；探测步长d，加速因子μ，μ0，缩减因子β，n个探测方向e₁,e₂,e₃,...,e_n，计算精度ε，令k＝1；确定迭代参考值y：

y＝x_k；

式中：y表示参数的迭代参考值；x_k表示第k次迭代的过程参数；

步骤33：从本构模型参数的参考值开始计算，依次沿着方向e₁,...,e_n，进行计算，并沿着正负两个方向进行；

沿正方向探测：若目标函数值满足L(y+de)＜L(y)，则迭代参考值更新为：

y＝y+de；

式中：d表示参数的探测步长；e表示参数的探测方向；

若L(y+de)≥L(y)，进行负方向探测；

沿负方向探测：若目标函数值L(y-de)＜L(y)，则迭代参考值更新如下所示：

y＝y-de；

若L(y-de)≥L(y)，令y＝y；

通过以上的探测，获得更新参考值y，第k+1次迭代的过程参数x_k+1＝y；

步骤34：沿着本构模型参数最优解的方向进行加速计算，过程如下：

探测加速方向的计算公式如下所示：

p_k＝x_k+1-x_k；

式中：p_k表示计算过程的探测加速方向；

若目标函数值L(x_k+1)＜L(x_k)，迭代次数更新如下所示：

式中：μ表示计算过程的探测加速因子；k表示计算过程的迭代次数；

否则，缩短步长d，即使d＝dβ，判断是否满足迭代终止条件d≤ε，满足则终止迭代，不满足则转到步骤33继续进行探测；

步骤4：确定所有优化后的本构模型参数，建立准确的Ohno-WangⅠ本构模型；

根据步骤3的优化过程，对M个本构模型第一参数和本构模型第二参数实现优化，得到全部的本构模型参数最优值，建立准确的双相钢材料Ohno-WangⅠ本构模型实现对双相钢材料性质的准确分析。