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基于MSARS算法的螺纹材料动态本构参数反求研究
| 论文题名： | 基于MSARS算法的螺纹材料动态本构参数反求研究 |
| 关键词： | 汽车碰撞;碰撞安全性;螺纹材料;剪切吸能装置;参数反求;MSARS算法 |
| 摘要： | 螺纹剪切式汽车碰撞吸收能装置是一种利用冲剪金属原理剪切连续螺纹的被动安全装置。当碰撞发生时,通过剪切连续的螺纹,从而获得平稳连续的力学特性,充分利用车外空间吸收碰撞能量,大大降低对车内乘员以及汽车的伤害。目前,对该装置的研究主要是利用有限元软件进行建模,对数值仿真试验获取的碰撞数据进行分析,并根据特定的要求对装置进行改进。因此,正确地选择本构模型及相应的模型参数,构造准确可信的有限元模型是仿真试验数据是否具有价值,相应的改进是否可行的关键。本文旨在为螺纹剪切吸能装置的材料参数确认提供一种准确可靠的方法,在模型比较法的基础上,对螺纹材料的Johnson-Cook模型参数的反求确认进行了系统研究。主要研究内容如下: 1.根据材料参数反求中涉及的隐式求解问题,通过对随机搜索法和构造代理模型优化法各自的优势和缺陷进行分析后,提出一种构造代理函数优化加速随机搜索收敛于全局最优解的参数反求新方法,简称MSARS算法。为了提高参数反求的效率,通过Fortran90程序设计语言编写了辅助程序,并结合Hyperstudy软件,对算法实现了程序化求解。最后通过实例验证了MSARS算法的优越性。 2.以模型比较法为基础,将被普遍认为能够准确描述低碳钢动态力学性能的Mat_Plastic_Kinematic模型作为确认模型,通过螺纹碰撞剪切数值仿真试验,利用MSARS参数反求法,对Johnson-Cook本构模型开展了具体的模型参数确认和优化确定工作,并得出了一组能够正确表述描述螺纹材料动态力学特性的Johnson-Cook本构模型最优参数。 3.为考查反求出的螺纹材料参数的鲁棒性,对参数反求过程中的不确定因素(碰撞角度误差、碰撞质量误差、碰撞速度误差)和确定因素(截面形状的变化)对参数反求结果的影响进行了系统的研究。 |
| 作者： | 徐见秋 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 雷正保 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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