(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210815172.9 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 燕山大学 地址 066004 河北省秦皇岛市河北 大街西 段438号 (72)发明人 邹宗园　翟东林　王喜强　 (74)专利代理 机构 北京孚睿湾知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11474 专利代理师 刘翠芹 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/12(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于模式搜索法的双相钢Ohno-Wang Ⅰ本构 模型参数优化方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于模式搜索法的双相钢 Ohno‑WangⅠ本构模型参数优化方法， 其包 括以下 步骤， 步骤一： 建立双相钢材料的Ohno ‑WangⅠ本 构模型； 步骤二： 根据双相钢材料的应力应变模 型建立单轴拉伸曲线关系， 获得本构模型参数初 始值； 步骤三： 使用基于Isight软件搭建的双相 钢材料本构 模型优化平台， 利用模式搜索法获取 准确的本构模型参数； 步骤四： 确定所有优化后 的本构模型参数， 建立准确的Ohno ‑WangⅠ本构模 型。 本发明通过材料流动法则， 屈服函数和背应 力方程组建立了本构模型， 通过单轴拉伸曲线确 定本构模型参数初始值， 使用模式搜索法实现了 本构模型参数的最优化； 本发明的应用解决了本 构模型参数较多， 优化精度不足的难题， 实现了 对双相钢材 料性质的准确分析。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115017737 A 2022.09.06 CN 115017737 A 1.一种基于模式搜索法的双相钢Ohno ‑Wang Ⅰ本构模型参数优化方法， 其特征在于， 其 包括以下步骤： 步骤1： 建立双相钢材 料的Ohno‑Wang Ⅰ本构模型； 所述双相钢材料的Ohno ‑Wang Ⅰ本构模型包括材料流动法则、 材料的屈服函数和材料 的背应力方程组； 步骤2： 根据双相钢材料的应力应变模型建立单轴拉伸曲线关系， 获得本构模型参数初 始值； 根据单轴拉伸曲线确定的求 解双相钢材 料本构模型参数初始值的方程组， 如下 所示： 式中： γi表示第i个背应力分量对应的本构模型第一参数； ri表示第i个背应力分量对 应的本构模型第二参数； σi和 分别为所选取的第i个单轴拉伸曲线上的点所对应的应力 和塑性应变值； σ0表示单轴拉伸曲线上塑性应变值为0时的应力值； σmax表示单轴 拉伸曲线 应力峰值； M表示背应力分量个数； i表示背应力分量的编号； r1表示第一个背应力分量的模 型第二参数； 步骤3： 使用基于Isight软件搭建的双相钢材料本构模型优化平台， 利用模式搜索法获 取准确的本构模型参数； 步骤31： 获取步骤2得到的本构模型参数初始值， 搭建基于Isight软件的双相钢材料本 构模型优化平台， 求解本构模型参数 的最优解； 优化过程需要比较根据参数初始值产生的 时间‑应力曲线和根据优化值产生的时间 ‑应力曲线， 基于最小二乘法的目标函数计算 公式 如下： 式中： L表示目标曲线和待优化曲线之间的应力差值平方之和； tj表示第j个时间 ‑应力 曲线点中的时间， 即曲线中横坐标； 表示第j个目标曲线中点的应力值， 即曲线纵坐标； 表示第j个待优化曲线点的应力值； N表示时间 ‑应力曲线中的点个数； j表示目标曲线的 段数编号； 步骤32： 分别将本构模型参数的初始值赋值给x(1)作为优化过程的初始值； 探测步长d， 加速因子 μ， μ>0， 缩减因子β， n个探测方向e1,e2,e3,...,en， 计算精度 ε， 令k＝1； 确定迭代参 考值y： y＝xk； 式中： y表示 参数的迭代参 考值； xk表示第k次迭代的过程 参数；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115017737 A 2步骤33： 从本构模型参数的参考值开始计算， 依 次沿着方向e1,...,en， 进行计算， 并沿 着正负两个方向进行； 沿正方向探测： 若目标函数值满足L(y+de)＜L(y)， 则迭代参 考值更新为： y＝y+de； 式中： d表示 参数的探测步长； e表示 参数的探测方向； 若L(y+de)≥L(y)， 进行负方向探测； 沿负方向探测： 若目标函数值 L(y‑de)＜L(y)， 则迭代参 考值更新如下 所示： y＝y‑de； 若L(y‑de)≥L(y)， 令y＝y； 通过以上的探测， 获得 更新参考值y， 第k+1次迭代的过程 参数xk+1＝y； 步骤34： 沿着本构模型参数最优解的方向进行加速计算， 过程如下： 探测加速方向的计算公式如下 所示： pk＝xk+1‑xk； 式中： pk表示计算过程的探测 加速方向； 若目标函数值 L(xk+1)＜L(xk)， 迭代次数 更新如下 所示： 式中： μ表示计算过程的探测 加速因子； k表示计算过程的迭代次数； 否则， 缩短步长d， 即使d＝dβ， 判断是否满足迭代 终止条件d≤ε， 满足则终止迭代， 不满 足则转到步骤3 3继续进行探测； 步骤4： 确定所有优化后的本构模型参数， 建立 准确的Ohn o‑WangⅠ本构模型； 根据步骤3的优化过程， 对M个本构模型第一参数和本构模型第二参数实现优化， 得到 全部的本构模 型参数最优值， 建立准确的双相钢材料Ohno ‑WangⅠ本构模型实现对双相钢材 料性质的准确分析。 2.根据权利要求1所述的基于模式搜索法的双相钢Ohno ‑WangⅠ本构模型参数优化方 法， 其特征在于， 所述 步骤1中的材 料流动法则， 具体为： 所述材料流动服从流动法则， 如下 所示： 式中： dεp表示材料的塑性应变增量； dλ表示材料的塑性乘子增量； f表示材料的屈服面 函数； σ 表示材 料的应力值； 表示材料塑性应 变演化的方向。 3.根据权利要求1所述的基于模式搜索法的双相钢Ohno ‑WangⅠ本构模型参数优化方 法， 其特征在于， 所述 步骤1中材 料的屈服 函数， 如下 所示： 所述屈服 函数服从vo n Mises屈服 准则， 则屈服 函数的获取 方法如下 所示： 式中： 表示屈服函数的偏应力张量； α 表示材料的背应力； I表示单位偏应权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115017737 A 3