實驗-數(shù)值雜交法在材料力學(xué)性能研究中的應(yīng)用.pdf

1、隨著材料科學(xué)的迅速發(fā)展,新型材料與結(jié)構(gòu)的功能越來越多,其性能也越來越復(fù)雜,確定這些復(fù)雜的性能往往是單一的實驗或數(shù)值計算難于解決的問題。實驗與數(shù)值計算相結(jié)合的雜交法的特點是將實驗測試技術(shù)與數(shù)值計算與反問題求解與力學(xué)模型有機的結(jié)合起來,以適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型為基礎(chǔ),以豐富的實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果為約束條件和參照目標(biāo),能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜問題中的多變量的參數(shù)識別與提取,能夠?qū)崿F(xiàn)非線性問題的雜交求解,能夠適用于對非線性的、多參量的問題的求解及復(fù)雜的工程材料性能的

2、研究,具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用前景。本文以實驗.數(shù)值雜交方法在復(fù)合材料和黏彈性材料力學(xué)性能的研究為主要內(nèi)容。
　　 本文在一種新的基于實驗的半閉環(huán)的雜交反演分析方法對雙金屬板力學(xué)性能研究的基礎(chǔ)上,以雙金屬復(fù)合板為研究對象,設(shè)計了一個彎曲實驗,基于實驗測得了雙金屬板整體的連續(xù)的非線性力學(xué)響應(yīng),結(jié)合彈塑性本構(gòu)模型及有限元數(shù)值計算,從反問題的基本特點出發(fā),分析和解決了反問題解的不適定性的驗證問題。結(jié)果表明了實驗-數(shù)值雜交法能夠應(yīng)用

3、于真實材料的彈塑性非線性性能研究中,是一種新的材料力學(xué)性能研究的途徑。
　　 同時,按照實驗-數(shù)值雜交方法的基本思想,本文成功地將這種反演方法應(yīng)用到時間相關(guān)性材料-黏彈性材料力學(xué)性能的研究工作中,建立了黏彈性材料性能參數(shù)識別的技術(shù)路線,設(shè)計并進行了相應(yīng)的三個實驗。通過蠕變實驗測量得到的位移或應(yīng)變與時間的關(guān)系曲線,結(jié)合黏彈性正問題計算模型,最終將黏彈性材料參數(shù)的識別問題轉(zhuǎn)化為一個多目標(biāo)優(yōu)化問題,并利用基于梯度優(yōu)化算法,編制了相應(yīng)的