汽車用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)穩(wěn)健反求方法研究.pdf

1、汽車工業(yè)的飛速發(fā)展帶來了日益嚴(yán)重的汽車安全問題。隨著計算機(jī)硬件技術(shù)以及數(shù)值仿真技術(shù)的發(fā)展，汽車碰撞安全性仿真分析在汽車設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用。高強(qiáng)度鋼由于其在碰撞安全性和輕量化上的優(yōu)勢，在汽車車身上的應(yīng)用日益廣泛。研究表明，不同類型的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼將呈現(xiàn)出不同的應(yīng)變率效應(yīng)，材料參數(shù)能否正確描述應(yīng)變率效應(yīng)直接影響到仿真的精度。因此，如何獲取精確的材料參數(shù)是保證汽車碰撞仿真結(jié)果可靠性的前提。
　　 鑒于目前材料參數(shù)反求領(lǐng)域中的直

2、接試驗法和數(shù)值試驗混合法的穩(wěn)健性不能滿足要求，本文擬對這兩種方法進(jìn)行修正，主要開展了以下幾方面的研究內(nèi)容:
　　 (1)通過多工況實驗（包括準(zhǔn)靜態(tài)單向拉伸試驗、動態(tài)單向拉伸試驗、霍普金森拉桿試驗）獲取先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線。為保證實驗數(shù)據(jù)的客觀性，對動態(tài)單向拉伸試驗的應(yīng)力應(yīng)變曲線，利用快速傅立葉變換結(jié)合反求技術(shù)獲取最佳濾波頻率。
　　 (2)建立了一種基于多工況的材料參數(shù)穩(wěn)健反求方法。該方法的特點(diǎn)在于:在保證反求精度

3、的前提下，考慮實驗設(shè)計中的不確定性，將實驗穩(wěn)定性作為除實驗結(jié)果誤差外的另一目標(biāo)函數(shù)。為了驗證該方法的有效性，采用多目標(biāo)優(yōu)化反求方法獲取Johnson-Cook模型以及Cowper-Symonds模型的材料參數(shù)，并通過落錘和臺車試驗和仿真對其進(jìn)行了驗證。結(jié)果表明該反求方法的結(jié)果具有足夠的精度和穩(wěn)健性。基于Matlab GUI平臺開發(fā)了高強(qiáng)度鋼材料參數(shù)反求軟件AMPI V1.0(軟件著作權(quán)登記號:2013SR029305)。