张勇
,
谢卫红
,
刘宏伟
,
张峰
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.005
将聚氨酯填充到蜂窝纸板的孔隙中制作了聚氨酯蜂窝纸板复合材料,进而对其进行落锤冲击实验.通过落锤实验得到聚氨酯蜂窝纸板复合材料的应力-应变曲线,对影响其动力学性能的复合材料孔径、厚度、横截面尺寸及冲击速率四个因素进行了分析.结果表明:复合材料的动态屈服强度和动态弹性极限随着蜂窝纸芯的孔径、复合材料厚度和横截面积的增大而减小,随着冲击速率的增大而提高.在实验数据的基础上拟合了复合材料的动态本构方程,并对本构方程与实验数据进行了比较,拟合效果较好.
关键词:
蜂窝纸板
,
聚氨酯泡沫
,
复合材料
,
落锤实验
,
动态本构模型
余滨杉
,
王社良
,
杨涛
,
樊禹江
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00218
系统研究了形状记忆合金丝(SMA)应力-应变曲线、特征点应力、耗能能力及等效阻尼比随材料直径、应变幅值、加载速率、加载循环次数的变化规律;由于SMA唯象Brinson等常见本构模型无法以数学模型方式精确描述SMA各影响因素对其力学性能的影响程度,基于SMA实验结果,本工作采用BP神经网络智能算法(一种利用误差反向传播训练的神经网络算法)对其进行非线性建模,同时利用遗传算法对神经元的初始权值和阈值进行优化,进而获得了一种基于遗传算法优化的SMA BP神经网络本构模型。利用该模型对SMA实验结果进行模拟,所得结果平均误差仅为1.13%,优于未优化的SMA BP神经网络模型。结果表明,基于遗传算法优化的SMA BP神经网络本构模型,能够精确地预测SMA在反复荷载作用下的超弹性性能,避免由于初始权/阈值取值不当引起的BP网络振荡而产生不收敛的问题,同时也充分考虑了加/卸载速率的动态影响,是一种良好的速率相关型动力本构模型。
关键词:
形状记忆合金(SMA)
,
遗传算法
,
BP神经网络
,
动力本构模型
李云飞
,
曾祥国
,
盛鹰
,
穆怀
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.24.026
为确定钛合金材料的Johnson-Cook模型中5个待定本构参数,克服传统单因素分析法的弊端并提高参数识别效率和精度,采用拉丁超立方抽样、Spearman 秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立了一种基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法,基于实验数据建立了精细的钛合金 Johnson-Cook 本构模型。采用隐式应力积分法将该模型嵌入到ABAQUS用户材料子程序 UMAT中,并通过隐函数求导方法推导出一致切线刚度矩阵。通过 ABAQUS有限元软件对钛合金材料的动态响应进行数值模拟分析,计算结果与已有的实验数据吻合良好,UMAT子程序的准确性得到验证,可用于钛合金材料的动态响应预测分析中。
关键词:
钛合金
,
动态本构模型
,
数值模拟
,
用户材料子程序
余滨杉
,
樊禹江
,
王社良
,
杨涛
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.06.030
系统研究了Ti-Ni形状记忆合金丝(SMA)应力-应变曲线、特征点应力、耗能能力、等效阻尼比随材料直径、应变幅值、加载速率、加载循环次数的变化规律;针对SMA唯象Brinson本构模型无法描述SMA动态力学性能的缺点,结合前述试验结果,提出了一种可考虑加/卸载速率影响的SMA简化本构模型.应用该模型对试验用SMA丝进行模拟,所得应力-应变曲线各特征点平均误差仅为3％,结果表明:所建立的速率相关SMA简化本构模型可较为精确地描述SMA在应力诱发相变过程中的超弹性力学行为,同时可反映加/卸载速率和应变幅值等主要因素对其动力本构模型的影响;该模型结构形式简单,具有较好的工程应用前景.
关键词:
形状记忆合金
,
Brinson本构模型
,
速率相关
,
动力本构模型
