本發(fā)明涉及金屬薄板成形，尤其涉及一種用于cae仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法。

背景技術(shù)：

1、在進(jìn)行cae仿真模擬時(shí)，需要先確定輸入曲線(xiàn)，驗(yàn)證輸入曲線(xiàn)是否能使仿真輸出曲線(xiàn)與試驗(yàn)曲線(xiàn)有最好的吻合度，這需要不斷的調(diào)整參數(shù)形成不同的輸入曲線(xiàn),輸入曲線(xiàn)是基于試驗(yàn)曲線(xiàn)擬合而成的曲線(xiàn)，常用的擬合硬化模型為swift-hockett-shery，該硬化模型通過(guò)手動(dòng)編輯算法是比較復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間且難度較高的工作，采用matlab等專(zhuān)業(yè)處理軟件價(jià)格比較昂貴，而且受限于模型的固定參數(shù)，對(duì)有些鋼種的擬合效果是比較差的。

2、公開(kāi)號(hào)為cn115292995a的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種金屬材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，包括如下步驟：s1，對(duì)材料進(jìn)行單向拉伸試驗(yàn)，獲得試驗(yàn)的力-位移曲線(xiàn)和工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)；s2，基于工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的峰值點(diǎn)以前的數(shù)據(jù)點(diǎn)，計(jì)算得到材料的真實(shí)應(yīng)力-塑性應(yīng)變曲線(xiàn)并作為硬化曲線(xiàn)的第一部分；s3，擬合外延得到硬化曲線(xiàn)的第二部分；s4，將第一部分和第二部分合并；s5，建立有限元模型，進(jìn)行仿真計(jì)算，得到仿真的力-位移曲線(xiàn)；s6，對(duì)比仿真的力-位移曲線(xiàn)和試驗(yàn)的力-位移曲線(xiàn)，若兩者誤差在設(shè)定閾值以?xún)?nèi)，則固化s4的硬化曲線(xiàn)作為材料的硬化曲線(xiàn)；若兩者誤差不在設(shè)定閾值以?xún)?nèi)，則返回s3，優(yōu)化參數(shù)值，直到誤差在設(shè)定閾值以?xún)?nèi)；在提升擬合精度的同時(shí)也提高了擬合的便捷性；但該發(fā)明不涉及具體的硬化曲線(xiàn)擬合方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種用于cae仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，解決采用硬化模型swift-hockett-shery擬合曲線(xiàn)計(jì)算復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、編輯算法難度較高，而采用matlab等專(zhuān)業(yè)處理軟件價(jià)格昂貴的問(wèn)題，本發(fā)明可以基于wps或office采用vba或任何免費(fèi)的可編程軟件實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能，實(shí)現(xiàn)方法更為簡(jiǎn)單，不受限于鋼種的限制，可以有效的節(jié)約人力物力。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于cae仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，包括如下步驟：

4、s1、分別計(jì)算有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端兩點(diǎn)到多個(gè)點(diǎn)的切線(xiàn)斜率，獲取最大斜率，確定上部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍，同時(shí)確定下部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍；

5、s2、對(duì)有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端的多個(gè)點(diǎn)分別采用硬化模型進(jìn)行擬合，形成斜率逐漸減小的上部擬合曲線(xiàn)，有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)銜接上部擬合曲線(xiàn)形成上部仿真曲線(xiàn)；

6、s3、在效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的末端插入一個(gè)與末端點(diǎn)應(yīng)力相同的點(diǎn)，應(yīng)變?yōu)槟┒它c(diǎn)應(yīng)變的105％～120％，形成新的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)；

7、s4、對(duì)新的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端的兩點(diǎn)到多個(gè)點(diǎn)分別采用硬化模型進(jìn)行擬合，形成切線(xiàn)斜率逐漸增大的下部擬合曲線(xiàn)，原有有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)銜接下部擬合曲線(xiàn)形成下部仿真曲線(xiàn)；

8、s5、當(dāng)需要輸出特定斜率的仿真曲線(xiàn)時(shí)，通過(guò)上述步驟中獲得的斜率范圍確定采用上部仿真曲線(xiàn)還是下部仿真曲線(xiàn)輸出，采用步驟s2或步驟s4輸出仿真曲線(xiàn)。

9、進(jìn)一步的，所述步驟s1確定上部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍包括包括：對(duì)有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端的多個(gè)點(diǎn)分別采用硬化模型進(jìn)行擬合，計(jì)算擬合曲線(xiàn)前兩點(diǎn)的斜率，當(dāng)上部擬合曲線(xiàn)的斜率小于等于有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的最大斜率，小于上一次計(jì)算的斜率，如果是最小斜率則退出循環(huán)計(jì)算，從而確定上部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍。

10、進(jìn)一步的，所述硬化模型的公式如下：

11、y＝c·xn?(1)

12、其中，y為應(yīng)力，x為應(yīng)變，c為系數(shù)，n為系數(shù)。

13、進(jìn)一步的，所述步驟s4形成切線(xiàn)斜率逐漸增大的下部擬合曲線(xiàn)包括包括：對(duì)新的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端的兩點(diǎn)到多個(gè)點(diǎn)分別采用硬化模型進(jìn)行擬合，計(jì)算擬合曲線(xiàn)前兩點(diǎn)的斜率，當(dāng)下部擬合曲線(xiàn)的斜率大于等于0，小于等于上部擬合曲線(xiàn)的最小斜率，大于上一次計(jì)算的斜率，確定為最大斜率，則退出循環(huán)計(jì)算，形成切線(xiàn)斜率逐漸增大的下部擬合曲線(xiàn)。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、1)該方法基于有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，形成兩個(gè)曲線(xiàn)斜率范圍，特定斜率的仿真曲線(xiàn)可以通過(guò)斜率范圍選擇采用上部仿真曲線(xiàn)輸出，或者下部仿真曲線(xiàn)輸出；

16、2)本方法可以代替硬化模型swift-hockett-shery擬合曲線(xiàn)，解決了swift-hockett-shery計(jì)算復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、編輯算法難度較高，而采用matlab等專(zhuān)業(yè)處理軟件價(jià)格昂貴的問(wèn)題；

17、3)本發(fā)明可以基于wps或office采用vba或任何免費(fèi)的可編程軟件實(shí)現(xiàn)上述功能，實(shí)現(xiàn)方法更為簡(jiǎn)單，不受限于鋼種的限制，可以有效的節(jié)約人力物力。

技術(shù)特征：

1.一種用于cae仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于cae仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，其特征在于，所述步驟s1確定上部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍包括：對(duì)有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端的多個(gè)點(diǎn)分別采用硬化模型進(jìn)行擬合，計(jì)算擬合曲線(xiàn)前兩點(diǎn)的斜率，當(dāng)上部擬合曲線(xiàn)的斜率小于等于有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的最大斜率，小于上一次計(jì)算的斜率，如果是最小斜率則退出循環(huán)計(jì)算，從而確定上部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于cae仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，其特征在于，所述硬化模型的公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于cae仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，其特征在于，所述步驟s4形成切線(xiàn)斜率逐漸增大的下部擬合曲線(xiàn)包括：對(duì)新的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端的兩點(diǎn)到多個(gè)點(diǎn)分別采用硬化模型進(jìn)行擬合，計(jì)算擬合曲線(xiàn)前兩點(diǎn)的斜率，當(dāng)下部擬合曲線(xiàn)的斜率大于等于0，小于等于上部擬合曲線(xiàn)的最小斜率，大于上一次計(jì)算的斜率，確定為最大斜率，則退出循環(huán)計(jì)算，形成切線(xiàn)斜率逐漸增大的下部擬合曲線(xiàn)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于CAE仿真的材料硬化曲線(xiàn)擬合方法，包括分別計(jì)算有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端兩點(diǎn)到多個(gè)點(diǎn)的切線(xiàn)斜率，獲取最大斜率，確定上部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍和下部擬合曲線(xiàn)的斜率范圍，對(duì)有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)末端的多個(gè)點(diǎn)分別采用硬化模型進(jìn)行擬合，形成斜率逐漸減小的上部擬合曲線(xiàn)，有效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)銜接上部擬合曲線(xiàn)形成上部仿真曲線(xiàn)，在效應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的末端插入一個(gè)與末端點(diǎn)應(yīng)力相同的點(diǎn)，應(yīng)變?yōu)槟┒它c(diǎn)應(yīng)變的105％～120％，同上部擬合曲線(xiàn)方法擬合下部擬合曲線(xiàn)，通過(guò)斜率范圍確定采用上部仿真曲線(xiàn)還是下部仿真曲線(xiàn)輸出；本發(fā)明解決合曲線(xiàn)計(jì)算復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、編輯算法難、軟件貴的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，不受鋼種限制，有效節(jié)約人力物力。

技術(shù)研發(fā)人員：丁庶煒,徐鑫,李蕭彤,劉仁東,呂冬,陸曉鋒,郝志強(qiáng),李春林,蘆延鵬,曹政
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鞍鋼股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6