A nugget area plastic realization method of inversion parameters, through the Vivtorinox hardness test to test the material force depth data obtained and the establishment of fitness function optimization, and then according to the fitness function optimization to optimize the parameters of particle swarm algorithm, finally the optimized particle swarm algorithm for recognition, get the material to be measured the best matching plastic parameters. The method can significantly improve the accuracy and efficiency of plastic parameter identification, and lay the foundation for improving the CAE simulation accuracy of the solder joint structure.
【技术实现步骤摘要】
焊核区域材料塑性参数反演识别的实现方法
本专利技术涉及的是一种焊接领域的技术,具体是一种基于粒子群算法与硬度试验的焊核区域材料塑性参数反演识别的实现方法。
技术介绍
焊核区域材料的屈服强度等塑性参数须在焊点结构CAE建模时进行输入,其对仿真精度的影响很大。受尺寸因素影响,其无法通过制作样件,进行单轴拉伸试验获得。根据材料性能的明显差异,电阻点焊焊点结构可以分为三个区域:母材区、热影响区、焊核区。研究发现,同母材区和焊核区相比,热影响区的面积很小。在有限元模型建立时可以忽略热影响区而只对母材区和焊核区进行建模。焊核的建模方式有多种:当对仿真精度要求不高时,可以使用刚性梁单元对焊核进行建模;当对精度有一定要求时,则通常使用弹塑性梁单元或固体单元对焊核进行建模。对于第一种情况,无需输入焊核区域的材料参数;对于第二种情况,每个区域材料的弹塑性参数均需要进行输入。通常,母材区域材料的力学性能参数可以通过制作样件,进行单轴拉伸试验获得;焊核区域材料的屈服强度等塑性参数对焊点结构仿真精度影响很大。受尺寸因素影响,其无法通过试验获得。因此,焊核区域材料塑性参数识别已然成为研究热点。YanPingChao等人在期刊《ActaMATERIALIA》2004年第52期中,基于硬度试验,假定被测材料的杨氏模量E,泊松比υ已知,构建压头受力与被测材料的屈服强度σy、应变硬化指数n的无量纲函数,其中:Pg为压头所受外力,σr为被测材料代表性应力,与σy有关,hg为下压深度,E*为简化的杨氏模量,n为应变硬化指数。上式中可以看出,选择两个不同的深度值进行试验,就能推导得到被测材料的屈服 ...
【技术保护点】
一种焊核区域材料塑性参数反演识别的实现方法,其特征在于,通过对待测材料的维氏硬度试验得到力‑深度数据并建立适应度优化函数,然后根据适应度优化函数对粒子群算法进行参数优化,最后通过优化后的粒子群算法进行识别,得到待测材料的最匹配塑性参数。
【技术特征摘要】
1.一种焊核区域材料塑性参数反演识别的实现方法,其特征在于,通过对待测材料的维氏硬度试验得到力-深度数据并建立适应度优化函数,然后根据适应度优化函数对粒子群算法进行参数优化,最后通过优化后的粒子群算法进行识别,得到待测材料的最匹配塑性参数。2.根据权利要求1所述的方法,其特征是,具体包括:步骤一、使用待测材料制作试样并进行维氏硬度试验,得到多组负载与压痕对角线长度的关系数据;步骤二、将压痕对角线长度转化为压痕深度,从而实现将步骤一得到的关系数据转换为力-深度数据;步骤三、使用平面离散刚体模拟硬度压头,并采用六面体单元,建立硬度试验仿真模型并生成INP文件;步骤四、建立优化函数,具体为:在步骤二所得力-深度曲线上等间隔的选取M个点作为已知数据代入优化函数中:其中:fmi和Fmi分别为仿真和试验中下压深度相同时的硬度压头合力,x为粒子优化算法中粒子的位置,在每一次迭代中,粒子通过跟踪个体极值和全局极值实现更新;步骤五、设置粒子群优化算法的参数;步骤六、由粒子群算法产生代表塑性参数的初始粒子,并以此修改仿真模型文件INP中的对应数值,经过迭代适应度计算得到最优的识别结果。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,所述的维氏硬度试验中,通过不断改变试验负载,测量所得压痕的对角线长度值。4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,所述的力-深度数据,具体通过以下方式得到:分析硬度压头各几何参数之间的关系,压痕深度与压头对角线长度的转换满足:其中:H为压头的下压深度,D是测量得到的压痕对角线长度,θ为硬度压头的顶角大小。5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是,所述的力-深度数据,经光滑曲线进行拟合。6.根据权利要求2所述的方法,其特征是,所述的更新,具体为:粒子本身所找到的最优解Pid,称为个体极值以及整个种群目前找到的最优解...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘钊,朱平,秦兴元,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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