板材脹形過程應(yīng)變分析的實驗——數(shù)值混合法.pdf

1、應(yīng)變作為一個基本力學(xué)參數(shù),在板料成形的研究中具有重要的應(yīng)用價值。各應(yīng)變分量是其對應(yīng)位移的導(dǎo)數(shù),這種計算特性使得實驗獲得的應(yīng)變極易受位移測量數(shù)據(jù)離散性和誤差性的影響而導(dǎo)致精度較低甚至錯誤的結(jié)果。為了克服這一問題,再現(xiàn)板料內(nèi)的全場應(yīng)變和提高應(yīng)變測量精度,本文將用于分析材料變形過程的實驗測量方法和數(shù)值計算方法相結(jié)合,提出了處理應(yīng)變實驗數(shù)據(jù)的實驗—數(shù)值混合法。
　　文中首先比較了常用數(shù)據(jù)處理方法各自的基本思想及特點,選用較為符合應(yīng)變計算特

2、性的最小二乘擬合,并在此基礎(chǔ)上引入平滑泛函以減小由誤差引起的不良波動對導(dǎo)數(shù)計算造成的影響。將測量區(qū)域劃分成有限個單元,利用變分問題的有限元法求解構(gòu)造的平滑擬合泛函,確定各單元節(jié)點的平滑位移,然后以此平滑位移作為常規(guī)有限元分析的輸入數(shù)據(jù),計算應(yīng)變場。
　　其次,通過將附加人為誤差的數(shù)值解視為真實的測量數(shù)據(jù),設(shè)計了相關(guān)數(shù)值試驗來驗證混合法的可行性及有效性。重點研究了平滑項在數(shù)據(jù)全場擬合中的作用,定量分析了平滑參數(shù)取值對應(yīng)變分布真實再現(xiàn)

3、的影響,討論了數(shù)據(jù)采樣點個數(shù)與泛函有限元求解時單元劃分形式之間的關(guān)系。數(shù)值試驗結(jié)果表明混合法的平滑擬合過程會使所需要的信息量減少,同時對于抑制測量誤差的影響和提高應(yīng)變計算的準(zhǔn)確性是有利的。
　　最后,將實驗—數(shù)值混合法應(yīng)用于脹形試件的應(yīng)變分析,由實驗—數(shù)值混合法獲得的應(yīng)變分析結(jié)果可以再現(xiàn)全場應(yīng)變分布,并與ASAME應(yīng)變測量系統(tǒng)得到的結(jié)果進(jìn)行了對比,結(jié)果表明:實驗—數(shù)值混合法在實際應(yīng)用中是切實可行的,而且能顯著改善脹形件邊緣處應(yīng)變測