基于神经网络-有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于神经网络‑有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法，按相同加工工艺制备m+1根梯度纳米结构圆棒试样，以梯度层厚度为单位对m+1根梯度纳米结构圆棒试样分别进行不同程度的电解；对每一根电解后的梯度纳米结构圆棒试样x<subgt;s</subgt;′的表层残余应力进行测量，结合Moore‑Evans公式对电解造成的表面残余应力进行修正，得到每一个试样x<subgt;s</subgt;′的不同径向深度位置的修正残余应力集合；对每一根电解后的梯度纳米结构圆棒试样进行拉伸实验，得到应变‑拉伸力关系；随后依次计算得到第1层至第m层梯度层的理论弹塑性本构关系。本方法利用数值模拟的方式利用不同厚度梯度纳米结构试样间的拉伸力数据差异，计算差异部分的弹塑性本构关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料力学行为领域，尤其涉及一种基于神经网络-有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法。

技术介绍

1、梯度纳米结构是指材料的结构单元尺寸(如晶粒尺寸或层片厚度)在空间上呈梯度变化，从纳米尺度连续增加到宏观尺度。这样特殊的架构为梯度纳米结构带来优异力学性能的同时，使得梯度纳米结构材料的空间上弹塑性本构研究变得困难。以圆棒试样为例，梯度纳米结构材料的弹塑性本构沿半径方向梯度变化。通过拉伸试验得到的弹塑性本构是均匀化的结果，均匀化是指其弹塑性本构是整个横截面材料的平均结果，无法反映梯度纳米结构应力应变关系在深度方向上的变化情况。另外，利用聚焦离子束(fib)可以制备不同深度处微米尺度的压柱试样。但是由于尺寸效应，微压柱实验得到的应力应变曲线通常高于宏观试样。综上所述，目前暂无一种方法，能够结合实验结果获取梯度纳米结构深度方向本构关系分布规律的方法。为了解决上述困境，本文提出利用不同厚度梯度结构表层对比试样的拉伸数据，结合神经网络-耦合系统进行数据处理，进一步预测梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法。

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【技术保护点】

1.一种基于神经网络-有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于神经网络-有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法，其特征在于，所述步骤(5)具体包括以下子步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于神经网络-有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法，其特征在于，所述步骤(6)具体包括以下子步骤：

【技术特征摘要】

1.一种基于神经网络-有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规律的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于神经网络-有限元耦合系统计算梯度纳米结构材料深度方向本构关系分布规...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱林利，
申请(专利权)人：浣江实验室，
类型：发明
国别省市：