基于实验的钛合金优化动态本构模型及验证分析

摘要

为确定钛合金材料Johnson-Cook经典本构模型中5个待定参数,克服传统单因素分析法的弊端,提高参数识别效率和精度,采用了拉丁超立方抽样、Spearman秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立了一种基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法,基于实验数据建立了精细的钛合金J-C本构模型.采用隐式应力积分法将该模型嵌入到了ABAQU用户材料子程序UMAT中,并采用隐函数求导的方法推导出一致切线刚度矩阵.通过ABAQUS有限元软件时钛合金材料的动态响应进行数值分析,计算结果与已有的实验数据吻合良好,验证了该UMAT子程序的准确性,可用于钛合金材料的动态响应预测分析中.