基于改进遗传算法的不锈钢混合硬化模型参数快速标定方法

1

作者 郑帅 周锋 《建筑钢结构进展》 北大核心 2025年第1期59-71,共13页

基于常用结构奥氏体不锈钢S30408、S31608以及双相不锈钢S22053的循环加载试验结果,提出了基于经典混合硬化模型的改进遗传算法和自适应子步积分方法联合使用的模型参数快速标定方法。试验表明,3种牌号的结构不锈钢在大应变幅度下的循... 基于常用结构奥氏体不锈钢S30408、S31608以及双相不锈钢S22053的循环加载试验结果,提出了基于经典混合硬化模型的改进遗传算法和自适应子步积分方法联合使用的模型参数快速标定方法。试验表明,3种牌号的结构不锈钢在大应变幅度下的循环硬化/软化行为普遍表现出明显的应变幅值依赖性和断裂前的硬化不饱和性,这与常用的碳素钢有显著差异。结果表明,该方法相较于传统标定方法显著减少了人工工作量和时间成本,且具有良好的精度和广谱性,更适用于不锈钢等不存在稳定滞回环的循环硬化不饱和及Non-Masing材料。相较于两种常用的传统标定方法以及基本遗传算法,提出的改进自适应遗传算法具有更高的计算效率和精度,且与多种加载制度试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 不锈钢本构模型 奥氏体不锈钢 双相不锈钢 混合硬化模型 改进自适应遗传算法

原文传递

基于混合硬化模型的ERW焊管排辊成形数值模拟 被引量：1

2

作者 李建新 谢里阳 熊建辉 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期81-86,共6页

针对ERW焊管排辊成形过程中带刚反复加载、卸载的复杂成形工艺特点,提出了考虑包辛格效应的混合硬化材料本构模型;通过ABAQUS用户材料子程序VUMAT的二次开发,对混合硬化材料的本构模型进行了有限元程序实现;基于混合硬化模型,对ERW焊管... 针对ERW焊管排辊成形过程中带刚反复加载、卸载的复杂成形工艺特点,提出了考虑包辛格效应的混合硬化材料本构模型;通过ABAQUS用户材料子程序VUMAT的二次开发,对混合硬化材料的本构模型进行了有限元程序实现;基于混合硬化模型,对ERW焊管排辊成形过程进行了数值模拟,分析了成形过程中应力应变的变化规律,并对计算结果进行了对比。结果表明,混合硬化模型能够很好地体现ERW焊管排辊成形反复加载、卸载的成形工艺特点;不同的材料硬化模型对排辊成形过程中板料的应力应变产生较大影响。 展开更多

关键词 混合硬化模型 ERW焊管 排辊成形 包辛格效应 VUMAT

下载PDF 职称材料

面向多工序金属板料成形的混合硬化模型 被引量：1

3

作者 陈江 陈文亮 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期144-150,共7页

准确预测包括回弹在内的多工序金属板料成形行为意义重大,其中鲍辛格效应是影响预测精度的关键因素.文中提出一种改进的多工序混合硬化模型,其基于YoshidaUemori(Y-U)模型中的双屈服面模型,对每一工序采用带有不同的应变路径影响因子的... 准确预测包括回弹在内的多工序金属板料成形行为意义重大,其中鲍辛格效应是影响预测精度的关键因素.文中提出一种改进的多工序混合硬化模型,其基于YoshidaUemori(Y-U)模型中的双屈服面模型,对每一工序采用带有不同的应变路径影响因子的非线性各向同性硬化公式计算边界面的等效背应力张量.在一项对高强钢DP600的循环拉伸压缩实验中,与其他材料硬化模型相比,Y-U模型和多工序混合硬化模型都能很好地反映出鲍辛格效应,准确地计算应力应变曲线.在多轴向的拉伸压缩实验中,多工序混合硬化模型的预测精度与Y-U模型相比更高.某汽车A柱的多工序成形的数值模拟和实验证明,多工序混合硬化模型在多工序金属板料成形的数值模拟过程中具有更高的回弹预测精度. 展开更多

关键词 多工序 板料成形 混合硬化模型 鲍辛格效应

下载PDF 职称材料

多工序成形混合硬化模型及其在高强钢回弹补偿中的应用

4

作者 陈江 陈文亮 +1 位作者 姚翔 王会廷 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第7期1102-1106,共5页

回弹缺陷是高强钢板料冲压时的一大难题,尤其对于多工序成形的零件,内应力作用引起的回弹问题更加复杂。在准确预测回弹的基础上修改模具型面的回弹补偿方案是解决这一问题的关键。为此,采用一种多工序混合硬化模型,结合有限元分析工具L... 回弹缺陷是高强钢板料冲压时的一大难题,尤其对于多工序成形的零件,内应力作用引起的回弹问题更加复杂。在准确预测回弹的基础上修改模具型面的回弹补偿方案是解决这一问题的关键。为此,采用一种多工序混合硬化模型,结合有限元分析工具Ls-Dyna以及Ls-Opt,对模具型面迭代补偿。在自行改装的实验平台上,一项对高强钢DP600的循环拉伸压缩实验表明,与其他材料硬化模型相比,多工序混合硬化模型在多轴向的拉伸压缩实验中应力应变曲线的预测精度更高。某汽车A柱的多工序成形的回弹补偿结果证明该方法方便实用且精度高。 展开更多

关键词 多工序 板料成形 混合硬化模型 回弹补偿

下载PDF 职称材料

基于混合硬化模型的Ti-6Al-4V低周疲劳损伤分析 被引量：3

5

作者 宋松 韩永典 +2 位作者 徐连勇 荆洪阳 赵雷 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期43-48,163,共7页

以连续损伤力学(CDM)为基础,根据Ti-6Al-4V钛合金应变疲劳试验结果,改进了Krajcinovic和Lemaitre提出的损伤本构模型,并拟合确定了损伤模型参数;将该损伤本构模型编写为USDFLD子程序并耦合到ABAQUS有限元软件中.使用Chaboche非线性随动... 以连续损伤力学(CDM)为基础,根据Ti-6Al-4V钛合金应变疲劳试验结果,改进了Krajcinovic和Lemaitre提出的损伤本构模型,并拟合确定了损伤模型参数;将该损伤本构模型编写为USDFLD子程序并耦合到ABAQUS有限元软件中.使用Chaboche非线性随动强化和非线性各向同性硬化的混合硬化模型来描述Ti-6Al-4V钛合金的弹塑性行为,并拟合确定了混合硬化模型参数.模拟了材料在不同应变幅下的低周疲劳损伤演化.结果表明,损伤模型预测寿命和试验寿命吻合较好,对比试验和模拟结果可以发现,损伤模型预测寿命的平均误差为3.878%. 展开更多

关键词 连续损伤力学 损伤本构模型 混合硬化模型 有限元模拟 疲劳寿命预测

下载PDF 职称材料

基于混合硬化模型的TRIP780高强钢双C梁扭曲回弹仿真与试验 被引量：4

6

作者 黄仁勇 谢延敏 +2 位作者 唐维 张飞 潘贝贝 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期668-674,共7页

为了实现扭曲回弹的精确预测,在高强度钢板冲压成形中必须对工艺参数进行有效控制。基于试验数据,利用响应面法和遗传算法对Voce非线性各向同性硬化模型和Chaboche非线性随动硬化模型组成的混合硬化模型参数进行反求。基于三维空间两异... 为了实现扭曲回弹的精确预测,在高强度钢板冲压成形中必须对工艺参数进行有效控制。基于试验数据,利用响应面法和遗传算法对Voce非线性各向同性硬化模型和Chaboche非线性随动硬化模型组成的混合硬化模型参数进行反求。基于三维空间两异面直线夹角,提出一种评价扭曲回弹的指标。利用液压机进行TRIP780高强钢双C梁扭曲回弹试验,并且利用三坐标测量仪测量扭曲回弹角。利用基于双C梁有限元模型建立的回弹角响应面模型预测值逼近回弹角的测量值,从而确定混合硬化模型参数。为了实现扭曲回弹的精确预测,在冲压成形中必须对有效的工艺参数进行控制。基于已验证的双C梁有限元模型,利用极差分析方法对相关因素进行分析,确定影响扭曲回弹的关键因素。研究结果表明,对扭曲回弹影响较大的因素依次为摩擦系数μ、压边力FN、凹模圆角半径R1和R2,为扭曲回弹的有效控制提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 混合硬化模型 TRIP780 参数反求 扭曲回弹

下载PDF 职称材料

Chaboche混合硬化模型在大应变-变路径加载条件下的参数标定

7

作者 马艳 王婷婷 庄新村 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期276-282,共7页

为确定Chaboche混合硬化模型在大应变-变路径加载条件下的待定参数,提出了一种新的参数标定方法。首先,针对Al2024-T351铝合金设计了单轴等应变幅值拉压循环实验,得到了相应的应力-应变滞回曲线,通过推导混合硬化模型主控方程进行实验... 为确定Chaboche混合硬化模型在大应变-变路径加载条件下的待定参数,提出了一种新的参数标定方法。首先,针对Al2024-T351铝合金设计了单轴等应变幅值拉压循环实验,得到了相应的应力-应变滞回曲线,通过推导混合硬化模型主控方程进行实验数据拟合,获得了随动硬化规律。随后,基于光滑圆棒料(SRB)单向拉伸试验的流动应力曲线和外推模型,将应力-应变关系外推至大应变范围。最后,利用保留前述随动硬化规律的Chaboche模型对大应变范围内的SRB流动应力曲线进行拟合,得到最终的Chaboche混合硬化模型参数。实验验证表明,所标定的Chaboche混合硬化模型能很好地预测大变形-变路径加载条件下材料的硬化行为。 展开更多

关键词 Chaboche混合硬化模型 拉压循环滞回曲线 大应变 变路径加载

原文传递

基于Johnson-Cook的高强度双相钢断裂失效表征模型

8

作者 余宏军 张驰 《锻压技术》 北大核心 2025年第4期257-266,共10页

对高强度双相钢DP780开展断裂失效性能和表征模型分析。首先,采用混合硬化模型和Johnson-Cook高应变速率本构模型对其静态、动态力学性能曲线进行拟合,设计了5种断裂失效试样并通过试验获取断裂时的极限塑性应变。其次,对各试样开展仿... 对高强度双相钢DP780开展断裂失效性能和表征模型分析。首先,采用混合硬化模型和Johnson-Cook高应变速率本构模型对其静态、动态力学性能曲线进行拟合,设计了5种断裂失效试样并通过试验获取断裂时的极限塑性应变。其次,对各试样开展仿真分析,以力-位移曲线的最小误差为目标,对混合硬化模型调节系数开展优化,提取断裂区域的应力三轴度,并采用Johnson-Cook模型拟合失效曲线。最后,通过5种试样的穿孔试验对模型进行验证。结果表明:Swift和Hockett-Sherby混合硬化模型的调节系数最优值为0.685;不同试样的力-位移曲线的仿真与试验结果重合度较高,最大载荷和最大失效位移的误差不超过5%,破裂区域位置基本一致。研究证明所搭建的模型对材料力学特性和断裂性能表征较好,可应用于整车碰撞仿真。 展开更多

关键词 高强度双相钢 断裂失效 本构模型 混合硬化模型 穿孔试验

原文传递

一种基于混合硬化本构模型的汽轮机轮盘榫槽疲劳寿命预测方法

9

作者 唐晶 王恭义 +1 位作者 程凯 叶笃毅 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期77-82,共6页

针对汽轮机转子轮盘的受力特点,以非对称载荷下材料的瞬态应力应变响应为基础,在内变量理论框架下,建立起某型汽轮机轮盘材料的率无关循环塑性本构模型;并结合局部应力应变法,进一步建立了基于混合硬化本构模型(N-5L1)描述平均应力松弛... 针对汽轮机转子轮盘的受力特点,以非对称载荷下材料的瞬态应力应变响应为基础,在内变量理论框架下,建立起某型汽轮机轮盘材料的率无关循环塑性本构模型;并结合局部应力应变法,进一步建立了基于混合硬化本构模型(N-5L1)描述平均应力松弛行为的汽轮机轮盘榫槽疲劳寿命预测方法。通过与实验结果相比较,表明混合硬化本构模型能够较好地模拟脉动加载下转子轮盘材料的循环应力应变响应及平均应力松弛行为,由此建立的寿命预测方法可对轮盘榫槽进行较为准确的疲劳寿命预测(与试验寿命误差总体落在1.5倍分散带以内),明显优于基于平均应力松弛经验公式的疲劳寿命预测值。 展开更多

关键词 转子轮盘榫槽 混合硬化本构模型 局部应力应变 平均应力松弛 疲劳寿命预测

下载PDF 职称材料

铝合金框架螺栓连接节点抗震性能研究

10

作者 饶邦政 黄亮 +6 位作者 苏东坡 李志强 李龙 耿亮 李亮 高文元 李风增 《河南科学》 2025年第4期469-481,共13页

采取数值模拟方法,探究了一种T形铝合金框架梁柱螺栓连接节点抗震性能,并提出了相应的优化设计思路。首先通过循环荷载实验验证了数值模型的计算精度;随后基于此模型,通过更改构件尺寸设置多种工况,深入分析了不同工况下,构件尺寸对节... 采取数值模拟方法,探究了一种T形铝合金框架梁柱螺栓连接节点抗震性能,并提出了相应的优化设计思路。首先通过循环荷载实验验证了数值模型的计算精度;随后基于此模型,通过更改构件尺寸设置多种工况,深入分析了不同工况下,构件尺寸对节点骨架曲线、刚度退化、等效黏滞阻尼、累计耗能和延性指标的影响,并以一实际工程为例,计算验证了结论可信性与工程可用性。研究结果表明:(1)梁翼缘-柱翼缘L形连接件长短肢厚度和短肢长度对于骨架曲线的极限承载力影响显著,平均影响程度为前者每增加2 mm极限承载力提高24.29%~33.26%,后者每延长40 mm极限承载力提高28.81%;(2)梁翼缘-柱翼缘L形连接件在长短肢厚度为10 mm和短肢长度为150 mm两种工况下的初始刚度最大,高于9500 kN·m/rad;在大震条件下0.02 rad结构弹塑性层间位移角限定值时,节点承载力均达到峰值附近,为极限承载力的82.78%~97.84%;(3)综合节点等效黏滞阻尼、累计耗能情况和延性系数的相关结论可知,增加梁翼缘-柱翼缘L形连接件长短肢厚度是提高节点抗震性能的最有效方式。 展开更多

关键词 铝合金 螺栓连接节点 混合硬化模型 低周期循环荷载 滞回曲线

下载PDF 职称材料

DP980高强钢U形件板材冲压回弹预测

11

作者 胡晓 王玉升 +7 位作者 刘勇 靳阳 王亮赟 余灿生 王飞龙 徐烨 曾宁富 蔺永诚 《锻压技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期73-81,共9页

U形件板材冲压回弹行为的精准预测是制造业中亟待解决的难题之一。通过单轴拉伸试验与循环加载试验,建立了基于Hill48屈服准则、混合硬化模型和弹性模量衰减模型的DP980高强钢冲压回弹预测模型。采用ABAQUS软件建立U形件板材冲压回弹有... U形件板材冲压回弹行为的精准预测是制造业中亟待解决的难题之一。通过单轴拉伸试验与循环加载试验,建立了基于Hill48屈服准则、混合硬化模型和弹性模量衰减模型的DP980高强钢冲压回弹预测模型。采用ABAQUS软件建立U形件板材冲压回弹有限元仿真模型,通过二次开发将建立的混合硬化-弹性模量衰减预测模型嵌入VUMAT、UMAT求解子程序。对比分析各向同性硬化模型、混合硬化模型与提出的预测模型对U形件冲压回弹仿真的预测结果。研究结果表明:基于所建立的混合硬化-弹性模量衰减模型与有限元仿真模型,可以较准确地预测DP980高强钢U形件板材冲压回弹行为,其回弹角度的预测误差仅为0.17%。 展开更多

关键词 冲压回弹 屈服准则 DP980高强钢 混合硬化-弹性模量衰减模型 VUMAT UMAT

原文传递

热机械循环载荷下短纤维增强金属基复合材料性能分析 被引量：2

12

作者 施惠基 贾大炜 程蕾 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期345-352,共8页

从复合材料内部组分的细观力学关系入手,选取代表体积元,基于Eshelby椭圆夹杂理论和瞬时体积平均的概念,通过集中张量描述纤维与基体以及纤维与纤维间的相互作用,并把在弹性范围内得到的各集中张量推广到弹塑性范围内,建立能够在弹塑性... 从复合材料内部组分的细观力学关系入手,选取代表体积元,基于Eshelby椭圆夹杂理论和瞬时体积平均的概念,通过集中张量描述纤维与基体以及纤维与纤维间的相互作用,并把在弹性范围内得到的各集中张量推广到弹塑性范围内,建立能够在弹塑性范围内分析热机械循环载荷作用下短纤维增强金属基复合材料的性质的模型。为了接近工程实际,假设纤维始终保持线弹性,对基体材料采用能反映bauschinger效应的混合硬化模型,依据基体的弹塑性状态决定复合材料整体的弹塑性状态。在塑性范围内,从各向异性的角度出发,采用增量法迭代得出每个加载步结束时复合材料整体以及各相的应力应变增量。编写控制应变和温度加载条件下,计算复合材料应力应变响应的程序,着重讨论纤维的外形、空间分布、体积百分比以及温度载荷对复合材料宏观性质的影响,并与相关的实验结果和数值结果进行比较。 展开更多

关键词 短纤维增强金属基复合材料 热机械循环载荷 混合硬化模型 弹塑性 瞬时体积平均 集中张量

下载PDF 职称材料

超高强度钢DP980包辛格效应测量与参数识别 被引量：4

13

作者 陈新力 张军 詹华 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期183-187,共5页

采用新型连续拉伸-压缩试验夹具对1.2 mm厚超高强度钢DP980进行了工程预应变为4%和7.5%的连续拉伸-压缩试验,获得了循环加载条件下的真应力-真应变曲线。与单轴拉伸试验曲线相比,发现DP980存在明显屈服强度降低的包辛格效应和永久软化... 采用新型连续拉伸-压缩试验夹具对1.2 mm厚超高强度钢DP980进行了工程预应变为4%和7.5%的连续拉伸-压缩试验,获得了循环加载条件下的真应力-真应变曲线。与单轴拉伸试验曲线相比,发现DP980存在明显屈服强度降低的包辛格效应和永久软化现象。为了在仿真中考虑包辛格效应和永久软化现象,选择各向同性硬化模型和Chaboche混合硬化模型在ABAQUS中进行了计算分析,以提高回弹计算精度,并结合Isight优化软件获取了混合硬化参数。结果表明,各向同性硬化模型过高估计了反向屈服应力,完全不能描述包辛格效应。而Chaboche混合硬化模型可以有效捕捉材料的包辛格效应、瞬态效应和永久软化现象。 展开更多

关键词 超高强度钢DP980 包辛格效应 混合硬化模型 参数识别

原文传递

极端循环载荷下加筋板失效机理与极限强度 被引量：1

14

作者 刘葳 蔡庆港 +2 位作者 金腾龙 康子雄 李陈峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1275-1282,共8页

为合理地评估极端海况下船体结构极限强度,本文基于非线性有限元法开展了极端循环载荷下加筋板极限强度研究。基于载荷位移曲线实时追踪和重启动分析提出了一种循环加载控制方法,实现了循环载荷的精准控制,并结合Chaboche混合硬化材料模... 为合理地评估极端海况下船体结构极限强度,本文基于非线性有限元法开展了极端循环载荷下加筋板极限强度研究。基于载荷位移曲线实时追踪和重启动分析提出了一种循环加载控制方法,实现了循环载荷的精准控制,并结合Chaboche混合硬化材料模型,开展了加筋板结构响应和极限强度计算。研究表明:非对称极端循环载荷作用下加筋板将产生塑性应变的累积,即棘轮效应,造成结构承载能力降低。研究成果对于极端海况下船体结构极限强度评估具有指导意义。 展开更多

关键词 加筋板 极端循环载荷 混合硬化模型 棘轮效应 失效机理 极限强度 船舶结构 非线性有限元方法

下载PDF 职称材料