板材脹形過(guò)程應(yīng)變分析的實(shí)驗(yàn)——數(shù)值混合法.pdf

1、應(yīng)變作為一個(gè)基本力學(xué)參數(shù),在板料成形的研究中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。各應(yīng)變分量是其對(duì)應(yīng)位移的導(dǎo)數(shù),這種計(jì)算特性使得實(shí)驗(yàn)獲得的應(yīng)變極易受位移測(cè)量數(shù)據(jù)離散性和誤差性的影響而導(dǎo)致精度較低甚至錯(cuò)誤的結(jié)果。為了克服這一問(wèn)題,再現(xiàn)板料內(nèi)的全場(chǎng)應(yīng)變和提高應(yīng)變測(cè)量精度,本文將用于分析材料變形過(guò)程的實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法和數(shù)值計(jì)算方法相結(jié)合,提出了處理應(yīng)變實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)—數(shù)值混合法。
　　文中首先比較了常用數(shù)據(jù)處理方法各自的基本思想及特點(diǎn),選用較為符合應(yīng)變計(jì)算特

2、性的最小二乘擬合,并在此基礎(chǔ)上引入平滑泛函以減小由誤差引起的不良波動(dòng)對(duì)導(dǎo)數(shù)計(jì)算造成的影響。將測(cè)量區(qū)域劃分成有限個(gè)單元,利用變分問(wèn)題的有限元法求解構(gòu)造的平滑擬合泛函,確定各單元節(jié)點(diǎn)的平滑位移,然后以此平滑位移作為常規(guī)有限元分析的輸入數(shù)據(jù),計(jì)算應(yīng)變場(chǎng)。
　　其次,通過(guò)將附加人為誤差的數(shù)值解視為真實(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了相關(guān)數(shù)值試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證混合法的可行性及有效性。重點(diǎn)研究了平滑項(xiàng)在數(shù)據(jù)全場(chǎng)擬合中的作用,定量分析了平滑參數(shù)取值對(duì)應(yīng)變分布真實(shí)再現(xiàn)

3、的影響,討論了數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)與泛函有限元求解時(shí)單元?jiǎng)澐中问街g的關(guān)系。數(shù)值試驗(yàn)結(jié)果表明混合法的平滑擬合過(guò)程會(huì)使所需要的信息量減少,同時(shí)對(duì)于抑制測(cè)量誤差的影響和提高應(yīng)變計(jì)算的準(zhǔn)確性是有利的。
　　最后,將實(shí)驗(yàn)—數(shù)值混合法應(yīng)用于脹形試件的應(yīng)變分析,由實(shí)驗(yàn)—數(shù)值混合法獲得的應(yīng)變分析結(jié)果可以再現(xiàn)全場(chǎng)應(yīng)變分布,并與ASAME應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)得到的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)—數(shù)值混合法在實(shí)際應(yīng)用中是切實(shí)可行的,而且能顯著改善脹形件邊緣處應(yīng)變測(cè)