一种识别焊点不同区域材料动态力学性能参数的检测方法

摘要

一种识别焊点不同区域材料动态力学性能参数的检测方法，其步骤为：(1)制备用于硬度试验用的焊点试样；(2)在焊点试验直径方向上的整个焊点区域内选取若干个点进行硬度试验，根据硬度值进行分区；(3)在所分区域内进行动态压痕试验，得到不同试验点处的载荷深度曲线；(4)建立压痕实验的有限元模型并进行验证；(5)根据压痕试验有限元数值模型的模拟结果与对应的实验结果构造焊点不同区域处的优化数学模型；(6)采用全局优化算法对步骤(5)中的优化数学模型进行求解，求出焊点不同区域的动态力学性能参数。本发明原理简单、操作方便，能够测定毫米甚至微米尺寸范围内材料的局部力学性能动态参数，拓展了压痕实验的应用范围。

主权项

1.一种识别焊点不同区域材料动态力学性能参数的检测方法，其特征在于，步骤为：（1）制备用于硬度试验用的焊点试样，并对进行硬度试验侧的焊点表面进行打磨、抛光；（2）在焊点试验直径方向上的整个焊点区域内选取若干个点进行静态硬度试验，根据所得硬度值进行分区；（3）在所分区域内进行动态压痕试验，得到不同区域内各个试验点处的载荷-深度曲线；（4）建立压痕试验有限元数值模型；（5）根据压痕试验有限元数值模型的模拟结果与对应的实验结果构造焊点不同区域处的优化数学模型，优化数学模型中包含目标函数与约束函数、待检测的参数和每个参数的取值范围；（6）采用全局优化算法对步骤（5）的优化数学模型进行求解，优化过程中不断的自动调整待求参数的取值使仿真模型的载荷-深度曲线不断迭代逼近对应实验点的实验曲线，迭代的过程中若达到指定的优化收敛准则，则优化迭代终止，该迭代步下的力学参数即是在某合适区间下的最优解，重复该过程即可求出焊点不同区域的动态力学性能参数；所述优化数学模型为下式所示：$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{Minmize}:\mathrm{\Delta f}(x_1,x_2,...,x_n)=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\left(\frac{F_i^{\exp }(x_1,x_2,...,x_n)-F_i^{\mathrm{sim}}(x_1,x_2,...,x_n)}{F_i^{\exp }(x_1,x_2,...,x_n)}\right)}^2}\\ \mathrm{Subjectto}:\left\{\begin{array}{c}{x}_1^L\le x_1\le x_1^U\\ x_2^L\le x_2\le x_2^U\\ ...\\ x_n^L\le x_n\le x_n^U\end{array}\right.\end{array}\right.$式中，x₁,x₂,…,x_n为待求参数，k=1,2,…n，分别是待求参数的下限和上限，(x₁,x₂,…,x_n)为通过动态压痕试验得到的连续压痕载荷，(x₁,x₂,…,x_n)为有限元仿真时求得的动态压痕载荷，m为时间增量步总数。