[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

说明书

本发明涉及一种基于模式搜索法的双相钢Ohno‑WangⅠ本构模型参数优化方法，其包括以下步骤，步骤一：建立双相钢材料的Ohno‑WangⅠ本构模型；步骤二：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；步骤三：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；步骤四：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。本发明通过材料流动法则，屈服函数和背应力方程组建立了本构模型，通过单轴拉伸曲线确定本构模型参数初始值，使用模式搜索法实现了本构模型参数的最优化；本发明的应用解决了本构模型参数较多，优化精度不足的难题，实现了对双相钢材料性质的准确分析。

技术领域

本申请涉及双相钢材料领域，具体地涉及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。

背景技术

金属材料在循环变形过程中总是呈现出包辛格效应，在循环迟滞回线图中表现出迟滞回线反方向屈服点低于正方向屈服点。为了描述这一现象，随动硬化模型被提出并得到了广泛的发展。其中最广为使用的是A-F类模型(A-F、Chaboche、Ohno-Wang、Jiang-Sehitoglu等)。但是A-F类模型参数较多，随着背应力分解的数量增加，其参数数量成倍增加，本构模型越来越复杂，其中需要的参数数量也随之增多。参数之间往往存在复杂的关联，并且本构模型的非线性度较高，利用传统的方法求解参数变得很困难，因此人们寻找各种利用优化算法对参数进行优化。

由于材料力学行为(蠕变、松弛、循环硬化和软化、包辛格效应等)的复杂性，导致了在材料的本构模型中隐式包含很多参数，根据不同的实验数据、载荷条件和控制方式，使得求这些参数是一个不小的挑战。同时由于参数缺乏物力描述，在简单的实验中(如拉压试验)，多个参数也会相互耦合，从而影响材料的力学响应。随着本构模型越来越复杂，有限元软件(如ABAQUS等)自身携带的本构模型功能不足，因此需要编写UMAT子程序来描述本构模型，这对于本构模型参数的优化过程更加增添了许多困难，往往需要额外编写许多附加程序进行优化软件和有限元软件的结合，费时费力，这限制了本构模型参数的优化技术和本构模型开发的发展。本文建立Ohno-Wang Ⅰ本构模型，结合Isight软件，利用模式搜索法对Ohno-Wang Ⅰ本构模型参数进行了优化。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明通过材料流动法则，屈服函数和背应力方程组建立了双相钢材料的Ohno-Wang Ⅰ本构模型，通过单轴拉伸曲线确定本构模型参数初始值，最终使用基于使用Isight(产品生命周期管理和优化软件)软件建立的优化平台和模式搜索法实现了本构模型参数的最优化，解决了本构模型参数较多，优化速度和精度不足的难题。

为实现上述目的，本发明所采用的解决方案为：

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：