使用遗传算法增强GH4169高温合金BP-ANN本构模型的预测稳定性（英文）

为了更好地描述GH4169高温合金的塑性流动行为,利用Gleeble 1500热模拟试验机进行了不同变形温度和应变速率下的GH4169高温合金等温热压缩试验。基于真实应力-应变数据建立了GH4169高温合金反向传播人工神经网络(BP-ANN)本构模型,并进一步考察了本构模型的预测稳定性与模型参数之间的关系。预测结果发现,GH4169高温合金BP-ANN本构模型的输出对模型参数具有很强的依赖性。针对这一问题,本研究采用遗传算法(GA)优化BP-ANN本构模型的方法,建立GA-BP-ANN集成本构模型。优化后的结果表明,GH4169高温合金的GA-BP-ANN集成本构模型大幅增强了BP-ANN本构模型的预测稳定性,提升了BP-ANN本构模型的泛化能力。     

GH4586合金高温变形过程中工艺参数对流动行为和微观组织的影响

本文计算了GH4586高温合金的表观变形激活能(Q)和应变速率敏感性指数(m),并基于微观组织观察分析了其变化的原因.本文还建立了GH4586高温合金的本构模型和不同应变下的热加工图.研究结果表明:表观变形激活能值(Q)是751.22～878.29 kJ/mol.当变形温度为1060°C、应变速率为0.001 s?1、...     

热连轧GH4169合金组织结构与蠕变变形及断裂机制

为了研究直接时效对热连轧GH4169合金组织结构及蠕变行为的影响,通过对热连轧合金直接时效、蠕变性能测试和组织形貌观察,分析了热连轧直接时效合金的组织结构与蠕变变形及断裂机制.结果表明：经直接时效热连轧合金组织由细小晶粒构成,且具有明显的孪晶特征,细小γ″相在合金中弥散析出;在蠕变期间,合金的变形特征是形成三取向孪晶变形和位错在基体中发生单双取向滑移、起形变强化作用、使合金具有较高蠕变抗力和较长蠕变寿命的原因;随着蠕变的进行,位错逐渐在晶界处堆积并产生应力集中,促使裂纹在晶界处萌生;在蠕变后期,合金的蠕变断裂机制表现为裂纹沿晶界扩展并发生断裂.     

混凝土四参数动态本构模型

在混凝土动力抗拉抗压试验的基础上,根据一致黏塑性本构模型的概念,考虑静水压力和应变率的影响,推导了改进的一致率型HTC四参数模型,并与试验的应力应变曲线进行比较,结果表明模型能够较好地反应混凝土的动力特性;最后,用此模型对混凝土简支梁进行非线性动力反应分析,并与线弹性模型和率无关HTC四参数模型进行比较,探讨应变率对其动力特性的影响.结果表明考虑应变率的影响后,梁的位移、应力大小都发生了较大的变化.     

C75混凝土动态劈裂行为试验与数值模拟分析

为研究C75混凝土动态抗拉强度特性和应变率效应,采用大直径霍普金森压杆,对其开展动态劈裂试验,并对试样中应力平衡进行检验,同时,基于ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟混凝土的动态劈裂破坏过程.采用MATLAB将劈裂强度公式中的圆盘内部应力等值线进行可视化,基于修正的Griffith准则对巴西圆盘中心起裂现象进行理论分析.结果表明:在10⁰~10¹/s应变率范围内,混凝土劈裂强度与应变率对数基本呈现线性增长关系;在较低弹速下试件表现为沿径向对称破裂,随着弹速的增加,试样两端出现明显的三角形破碎区域,且靠近入射端破碎较严重;二维受力状态下,巴西圆盘试样的最大与最小主应力之比(σ₁/σ₃)等值线近似呈封闭的菱形,其比值在圆盘的中心处达到最大值-3.0;考虑应变率效应的Cowper-Symonds黏塑性本构能够较好地表征C75混凝土的动力学行为,其模拟的试样破坏过程与采用高速摄影技术观测到的结果吻合度较高;C75混凝土的抗拉特性明显优于同样水灰比下的C35混凝土,但其应变率敏感性要比C30土工聚合物混凝土低.     

V-5Cr-5Ti合金的动态压缩力学性能及本构关系

利用Hopkinson压杆技术对V-5Cr-5Ti合金动态压缩力学性能进行了实验测试,获得了不同应变率下V-5Cr-5Ti合金的压缩应力—应变曲线,结果显示V-5Cr-5Ti合金具有较强的应变率敏感性。根据实验结果,确定了描述V-5Cr-5Ti合金常温动态性能本构参数,并将实验结果与计算结果进行了比较,两者吻合较好。     

高温下TC4合金的黏塑性本构模型研究

TC4合金广泛应用于高温环境下,基于TC4合金的单轴蠕变试验和高温拉伸试验研究了其高温下的黏塑性本构模型。提出一种不统一的考虑损伤的黏塑性本构模型,将非弹性应变分解为蠕变应变和塑性应变两部分,蠕变应变采用多轴延性耗竭模型计算,塑性应变通过考虑损伤和随动硬化的屈服函数计算,并推导了该模型的有限元隐式积分算法和一致切向模量。使用遗传算法确定了该模型所需的材料参数,通过Abaqus有限元软件的UMAT子程序将该模型进行编程并采用三维八节点等参单元进行计算。由计算结果可知,该模型可以有效地预测TC4合金蠕变曲线的3个阶段以及高温拉伸过程中的软化阶段。     

铝硅合金流变模型及应力－应变本构关系的研究

通过Ａｌ－Ｓｉ合金准固态流变性能的测试，建立了该合金准固态流变模型，并推导了轴对称铝硅合金铸件凝固过程应力－应变本构方程，为开展铸件凝固过程热应力数值模拟和热裂预测提供了可靠的理论依据。     

双相钢HC420/780DP动态力学性能及其本构模型研究

在应变率分别为0.001、0.100、1.000、10.000、100.000 s^－1和200.000 s^－1的条件下,测试了双相钢HC420/780DP的高速拉伸性能,研究了其在不同应变率下的动态力学行为,得到了不同应变率下的真应力?真应变曲线,分析了其屈服强度、抗拉强度、流变应力以及断裂延伸率随应变率的变化规律。结果表明,随着应变率的升高,双相钢HC420/780DP的屈服强度、抗拉强度和流变应力均有所升高,断裂延伸率呈现先升高后降低的趋势。另外,基于Johnson?Cook本构模型,建立并修正了双相钢HC420/780DP与动态应变率相关的塑性本构模型,并验证了修正后的模型。结果表明,通过修正得到的本构模型与试验曲线拟合效果较好。     

活性粉末混凝土冲击压缩性能及本构关系

为了克服传统活性粉末混凝土（RPC）须高温蒸养的缺点,采用粒化高炉矿渣代替部分水泥制备出免蒸养RPC,利用直径为80 mm的霍普金森压杆试验系统（SHPB）对免蒸养RPC进行冲击压缩试验研究,探究率效应对免蒸养RPC动态力学性能的影响规律,建立动态本构模型. 结果表明：在10~290 $ {{\rm{s}}^{ - 1}}$的应变率范围内,免蒸养RPC的峰值应力、峰值应变和冲击韧性表现出明显的率敏感性,而弹性模量在不同应变率下基本保持不变. 改进型Z-W-T黏弹性本构模型和基于Weibull分布的模型均能对免蒸养RPC的动态应力-应变曲线进行较好的描述,基于Weibull分布的模型所含参数相对较少,根据模型中各参数与应变率之间的关系可以对不同应变率下的应力-应变曲线进行预测.     

Artificial neural network modeling of mechanical properties of armor steel under complex loading conditions

An artificial neural network (ANN) model is established to predict plastic flow behaviors of the 603 armor steel,based on experiments over wide ranges of strain rates ( 0.001 - 4 500 s -1 ) and tempera...     

Experimental study on biaxial mechanical behavior of concrete suffered high temperature and constitutive model

Biaxial compression tests on plain concrete suffered high temperature ranging from 200℃ to 600℃ were carried out using the large-scale dynamic-static tri-axial concrete test system at the State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering with designated stress ratios of 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1, respectively. The measured strength and strain were reported and the changes in both biaxial compressive failure envelopes and strains at peak stresses were analyzed. The regressive equation of initial elastic modulus in the biggest principal compressive stress direction was derived from test results. With the published results from previous biaxial tension-compression experiments, a three-parameter failure criterion has been proposed. A biaxial nonlinear elastic incremental constitutive model was developed for the compressive stress directions by using the equivalent uniaxial strain values deduced from test results. Analytical results obtained from the proposed biaxial constitutive model achieve good agreement with the experimental results.     

静动组合荷载下混凝土高温后的双轴动态力学性能

由于试验的复杂性,高温后混凝土在复杂应力状态下的动态力学性能研究一直较少,但在建筑物火灾和国防军事防护工程中,混凝土结构多处于多轴应力和冲击荷载的共同作用下.为研究静动组合荷载下混凝土高温后双轴动态力学性能,采用真三轴静、动力综合加载试验系统,使用真三轴试验机预先施加双轴轴压,再利用SHPB试验装置,分别对常温(25℃...     

石灰岩与玄武岩集料SMA高温蠕变特性试验研究

为对比石灰岩与玄武岩两种岩性集料对SMA(stone mastic asphalt)混合料高温性能的影响,采用玄武岩、石灰岩两种岩性集料配制了3种组合SMA混合料:(1)玄武岩集料SMA,粗、细集料全部采用玄武岩;(2)石灰岩集料SMA,粗、细集料全部采用石灰岩;(3)玄武岩与石灰岩混合集料SMA,即粗集料为玄武岩,细集料为石灰岩。通过弯曲蠕变试验评价了3种SMA混合料的高温稳定性,建立了相应的Burgers模型,并分析了不同集料组合对其高温性能的影响。结果表明,玄武岩集料SMA的高温性能最优,其次为玄武岩与石灰岩混合集料SMA,最后为石灰岩集料SMA。以弯曲蠕变速率为指标进行的方差分析表明,玄武岩集料SMA与石灰岩集料SMA二者的高温性能有显著性差异,而玄武岩集料SMA与玄武岩石灰岩混合集料SMA的高温性能无显著性差异。