一种识别复合材料参数的方法

摘要

本发明公开了一种识别复合材料参数的方法，其包括以下步骤：步骤1、根据有限元仿真模型中拟采用的复合材料模型，将复合材料模型中需要输入的参数分为可通过标准试验直接或间接测得的材料参数T和只能通过试错方法确定的参数X两组；步骤2、进行标准材料试验测得T组内的各个材料参数并记为T*；步骤3、结合有限元仿真和遗传优化算法，求得X组内的材料参数，记为Xk；本发明将所有材料参数按是否可通过实验直接或间接测得进行分组，同时结合了仿真、试验和优化等手段，能快速、准确的确定复合材料有限元碰撞模型中的所需参数。

主权项

1.一种识别复合材料参数的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、根据有限元仿真模型中拟采用的复合材料模型，将复合材料模型中需要输入的参数分为能够通过标准试验直接或间接测得的材料参数T和只能够通过试错方法确定的参数X两组；步骤2、进行标准材料试验测得T组内的各个材料参数并记为T^*；步骤3、结合有限元仿真和遗传优化算法，求得X组内的材料参数，记为X^k；具体又分为以下步骤：（1）对X组内的各个材料参数赋初始值，并记为X⁰；（2）利用复合材料制作的试件进行动态碰撞试验，获得时该试件的减速度-时间曲线a^exp(t)和碰撞力-位移曲线F^exp(δ)，得到该试件最大减速度的值和最大碰撞力的值；（3）按照与试验相同的初始条件和边界条件建立复合材料碰撞有限元模型，对该模型进行碰撞仿真模拟，获得仿真的减速度时间曲线和位移曲线，进而确定试件的试验与仿真误差；（4）根据第（3）步所得的试验和仿真响应误差，形成目标函数为响应误差最小，建立的优化问题模型为：$\left\{\begin{array}{cc}\min & E\left(X\right)=\underset{i=1}{\overset{J+K}{\Sigma }}{w}_i{e}_1\left(X\right)\\ s.t& X=[X_1,X_2,...,X_j,...,X_N]\\ & {X_j}^{\mathrm{Lower}}\le X_j\le {X_j}^{\mathrm{Uppe}1\le j\le N}\end{array}\right.$式中min表示目标函数最小化，X表示待求材料参数，E(X)表示目标函数是各个误差e_i(X)与其对应的权重系数w_i乘积的和，s.t表示约束条件，X_j为X的各个分量即第j个材料参数，X_j^Lower表示材料参数X_j的下界，X_j^Upper表示材料参数X_j的上界；（5）结合优化遗传算法，通过优化迭代求解材料参数X^k；步骤(5)中的遗传优化算法迭代收敛时，就得到了复合材料的X^k，至此就获得了材料参数X^k和T^*。