设计仿真 | 金属循环塑性实验数据的参数拟合

MSC结构软件 2023年2月2日浏览：1577 评论：1 收藏：1

概述

通常需要使用特定的材料模型来模拟金属在循环荷载条件下的非弹性响应。通过一些实验测试表明，对金属进行了多次循环加载试验，其实验和结果与现实的实际应用工况息息相关。因此，通过循环荷载试验估算非弹性材料特性至关重要。

通过简单的案例讲解，介绍金属试件在考虑经轮效应下进行的实验循环载荷拉伸试验，获取准确的实验测试数据。基于Nelder-Mead或下山单纯形法的数据拟合工具用于确定一组Hashiguchi本构模型材料参数，通过相互验证，表明该参数与实验数据相当吻合。

操作流程

2.1

实验数据介绍及导入

通过对具有棘轮效应的金属的拉伸实验，获取相应实验数据，输入数据表中存储了实验中的应力-应变曲线，同时还必须知道施加和/或测量先前量的时间步长。因此，输入数据由三列表表示：第一列包含时间，第二列包含施加的轴向应变，第三列包含测量的拉伸应力。第一列中的数量（即时间）表示表的自变量，而其他两列定义了因变量（即单轴应变和拉伸应力）。表中的点应按时间顺序增加。第一个点应该在时间0，对应的应变和应力等于0。本例中使用的表在marc安装目录下保存在ratcheting.txt作为原始格式。

我们首先读取包含表的文件，然后进行ratcheting.txt，我们将自变量V1定义为时间。上传的表格包含567个点。为了减少数据拟合过程的计算时间，可以使用“减少数据点”选项减少数据点的数量。生成一个新图表命名为ratcheting_reduced。通常，该操作不会影响数据拟合和最终结果的参考应力-应变曲线的形状。执行这些第一步的按钮顺序如下，相应的表属性菜单如图1所示。实验数据的时间应变曲线和相应的缩减曲线分别如图2和图3所示。

图1 减少数据点

图2 导入数据曲线图

图3 处理后曲线

2.2

实验参数拟合

现在进行实验数据拟合，从“材料属性”主菜单下的“实验数据拟合”菜单。在菜单顶部的“属性”下，我们从下拉菜单中选择“可塑性”。在“类型”下的“塑性”部分，从下拉菜单中选择“循环塑性”。然后，我们可以加载用于数据拟合目的的应力-应变曲线。按下图4中的单轴塑性试验按钮，弹出图5中的菜单，我们可以选择适当的表格。在这里，我们选择名为ratcheting_reduced的点数减少的表。然后选择循环塑性拟合，打开界面件图6。