一种本构参数寻优装置、方法、电子设备及可读存储介质与流程

专利检索2024-12-01  25


本发明属于材料本构模型研究,具体涉及一种本构参数寻优装置、方法、电子设备及可读存储介质。


背景技术:

1、本构参数是描述材料力学行为的数学参数,它们用于定义材料的本构模型。本构模型是一种描述材料应力-应变关系的数学表达式,用于预测材料在外部加载下的行为。在弹性力学中,本构参数通常包括弹性模量、剪切模量等,用于描述材料在受力后的弹性变形。在塑性力学中,本构参数可能涉及到屈服强度、硬化模型等,用于描述材料的塑性行为。

2、确定本构参数通常需要通过实验测量或者模型分析来获得,这些参数对于工程设计、材料选择和数值模拟等方面都至关重要,因为它们影响着材料在不同调节下的力学响应。确定本构参数的难点之一是实验条件的限制,有时候难以在真实工程环境中获取足够的数据。此外,模型的复杂性也增加了参数的不确定性,因为某些参数可能在不同条件下表现出不同的行为;另一个难点是模型的非线性和耦合效应,这使得本构参数之间的相互作用变得复杂,这可能导致参数之间存在交叉影响,增加了准确确定它们的难度。

3、此外,动态加载、变形速率和温度等外部因素对材料行为的影响也增加了确定本构参数的挑战。这些因素使得需要再更广泛的条件下进行实验和分析,以获得更全面的本构参数。确定本构参数的难点在于实验条件的复杂性、模型的非线性和耦合效应,以及外部因素对材料行为的影响。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足,本发明提供一种本构参数寻优装置、方法、电子设备及可读存储介质,以解决现有技术中材料本构参数搜寻时间长、寻优困难的技术问题。

2、为了解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种本构参数寻优装置,包括:初始本构模型,根据待确定的本构参数预先拟定;第一对照模拟分析模型;第二对照模拟分析模型;本构参数优化模型;数据收集单元,用于:根据所述待确定的本构参数以及所述初始本构模型,设置所述第一对照模拟分析模型的模拟分析参数,并将所述初始本构模型的输入值提交到所述第一对照模拟分析模型中进行模拟计算,使得所述第一对照模拟分析模型根据设置的模拟分析参数和模型信息进行数值计算,以输出相应的模拟结果,确定本构参数的初始值;将所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果作为基准测试值,输入至所述本构参数优化模型;将所述待确定的本构参数输入至所述第二对照模拟分析模型中进行模拟分析以输出相应的模拟结果,并将所述模拟结果输入至所述本构参数优化模型中;模型配置单元,用于对所述本构参数优化模型的服务端、客户端分别进行配置;其中,所述配置包括设置评估指标;所述评估指标为所述本构参数优化模型分别对所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、以及所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果进行模拟分析得到的模拟分析结果的差值绝对值;结果评估单元,用于:通过所述本构参数优化模型分别对所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、以及所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果进行模拟分析,并记录模拟分析结果的差值绝对值以及对应的本构参数组合;以及判断模拟分析结果的差值绝对值是否趋近于阈值;并在确定所述模拟分析结果的差值绝对值趋近于所述阈值时,确定对应的本构参数组合为最优值。

3、其中,所述数据收集单元,还用于:对所述待确定的本构参数进行预处理,并将预处理后的数据输入至所述第二对照模拟分析模型中进行模拟分析;其中,对所述待确定的本构参数进行预处理,包括:数据清洗以去除或纠正数据中的错误、异常值或重复项,以及将数据格式转换为适应所述第二对照模拟分析模型要求的数据格式。

4、其中,所述模型配置单元,还用于:对所述本构参数优化模型的服务端进行配置以设置迭代步数、本构参数数值范围和搜索算法;以及对所述本构参数优化模型的客户端进行配置以设置评估指标。

5、其中,所述结果评估单元,还用于通过所述本构参数优化模型根据所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果,选择不同的材料本构参数组合进行n次模拟分析,并记录模拟分析结果的差值绝对值;其中,n为预先设置的迭代次数。

6、为了解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种本构参数寻优方法,所述方法包括:根据待确定的本构参数预先拟定初始本构模型,将所述初始本构模型的输入值输入至第一对照模拟分析模型中进行模拟分析以输出相应的模拟结果,确定本构参数的初始值;将所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果作为基准测试值,输入至本构参数优化模型中;将所述待确定的本构参数输入至第二对照模拟分析模型中进行模拟分析以输出相应的模拟结果,并将所述模拟结果输入至所述本构参数优化模型中;对所述本构参数优化模型的服务端、客户端分别进行配置;其中,所述配置包括设置评估指标;所述评估指标为所述本构参数优化模型分别对所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、以及所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果进行模拟分析得到的模拟分析结果的差值绝对值;通过所述本构参数优化模型分别对所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、以及所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果进行模拟分析,并记录模拟分析结果的差值绝对值以及对应的本构参数组合;以及判断模拟分析结果的差值绝对值是否趋近于阈值;并在确定所述模拟分析结果的差值绝对值趋近于所述阈值时,确定对应的本构参数组合为最优值。

7、其中,将所述待确定的本构参数输入至第二对照模拟分析模型中进行模拟分析以输出相应的模拟结果,并将所述模拟结果输入至所述本构参数优化模型中,具体包括:对所述待确定的本构参数进行预处理;其中,对所述待确定的本构参数进行预处理,包括:数据清洗以去除或纠正数据中的错误、异常值或重复项,以及将数据格式转换为适应所述第二对照模拟分析模型要求的数据格式;以及将将预处理后的数据输入至第二对照模拟分析模型中进行模拟分析以输出相应的模拟结果,并将所述模拟结果输入至所述本构参数优化模型中。

8、其中,对所述本构参数优化模型的服务端、客户端分别进行配置,具体包括:对所述本构参数优化模型的服务端进行配置以设置迭代步数、本构参数数值范围和搜索算法;以及对所述本构参数优化模型的客户端进行配置以设置评估指标。

9、其中,通过所述本构参数优化模型分别对所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、以及所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果进行模拟分析,并记录模拟分析结果的差值绝对值以及对应的本构参数组合,具体包括:通过所述本构参数优化模型根据所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果,选择不同的材料本构参数组合进行n次模拟分析,并记录模拟分析结果的差值绝对值;其中,n为预先设置的迭代次数。

10、为了解决上述技术问题,本发明采用另的一个技术方案是:提供一种电子设备,包括:处理器和存储器,存储器用于存储计算机程序代码,计算机程序代码包括计算机指令,当处理器执行所述计算机指令时,电子设备执行如如上所述的本构参数寻优方法的步骤。

11、为了解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种可读存储介质,可读存储介质中存储有计算机程序,计算机程序包括程序指令,程序指令当被电子设备的处理器执行时,使处理器执行如上所述的本构参数寻优方法的步骤。

12、本发明实施方式的有益效果是:结合初始本构模型、第一对照模拟分析模型、第二对照模拟分析模型、本构参数优化模型,将第一对照模拟分析模型的模拟分析结果作为基准输出值,将第二对照模拟分析模型的模拟分析结果作为本构参数的初始值,通过本构参数优化模型结合第一对照模拟分析模型输入的基准输出值、第二对照模拟分析模型输入的本构参数的初始值,将基准测试值与初始值进行比较,并根据差值确定相应本构参数是否为最优值,从而实现了确定材料本构参数的高效自动化的效果,无需人工干预,能够自主、智能地调整参数,显著提高优化过程的效率;与传统手动进行物理实验来调整本构参数相比,本发明在本构参数寻优过程中引入智能决策支持,能够适应动态变化的应用场景,提升系统稳定性和适应性,具备更强的全局优化能力,通过深度学习等技术能够在高维、非线性参数空间中找到全局最优解,提升系统性能。


技术特征:

1.一种本构参数寻优装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的本构参数寻优装置,其特征在于,所述数据收集单元,还用于:对所述待确定的本构参数进行预处理,并将预处理后的数据输入至所述第二对照模拟分析模型中进行模拟分析;其中,对所述待确定的本构参数进行预处理,包括:数据清洗以去除或纠正数据中的错误、异常值或重复项,以及将数据格式转换为适应所述第二对照模拟分析模型要求的数据格式。

3.如权利要求2所述的本构参数寻优装置,其特征在于,所述模型配置单元,还用于:

4.如权利要求3所述的本构参数寻优装置,其特征在于,所述结果评估单元,还用于通过所述本构参数优化模型根据所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果,选择不同的材料本构参数组合进行n次模拟分析,并记录模拟分析结果的差值绝对值;其中,n为预先设置的迭代次数。

5.一种本构参数寻优方法,其特征在于,所述方法包括:

6.如权利要求5所述的本构参数寻优方法,其特征在于,将所述待确定的本构参数输入至第二对照模拟分析模型中进行模拟分析以输出相应的模拟结果,并将所述模拟结果输入至所述本构参数优化模型中,具体包括:

7.如权利要求6所述的本构参数寻优方法,其特征在于,对所述本构参数优化模型的服务端、客户端分别进行配置,具体包括:

8.如权利要求7所述的本构参数寻优方法,其特征在于,通过所述本构参数优化模型分别对所述第一对照模拟分析模型输出的模拟结果、以及所述第二对照模拟分析模型输出的模拟结果进行模拟分析,并记录模拟分析结果的差值绝对值以及对应的本构参数组合,具体包括:

9.一种电子设备,包括:处理器和存储器,其特征在于,存储器用于存储计算机程序代码,计算机程序代码包括计算机指令,当处理器执行所述计算机指令时,电子设备执行如权利要求5~8任意一项所述的本构参数寻优方法的步骤。

10.一种可读存储介质,可读存储介质中存储有计算机程序,其特征在于,计算机程序包括程序指令,程序指令当被电子设备的处理器执行时,使处理器执行如权利要求5~8任意一项所述的本构参数寻优方法的步骤。


技术总结
本发明提供了一种本构参数寻优装置、方法、电子设备及可读存储介质,该装置包括:数据收集单元获取初始本构模型的输入值以输入至第一对照模拟分析模型中分析,将其模拟结果作为基准测试值输入至本构参数优化模型;将待确定的本构参数输入至第二对照模拟分析模型中分析以将模拟结果输入至本构参数优化模型中;模型配置单元对本构参数优化模型的服务端、客户端分别进行配置;结果评估单元通过本构参数优化模型分别对第一、二对照模拟分析模型的输出进行模拟分析,在分析结果差值绝对值趋近于阈值时确定对应的本构参数组合为最优值。通过本发明,在本构参数寻优过程中引入智能决策,提升系统稳定性和适应性,实现材料本构参数确定的高效自动化。

技术研发人员:曹丰年,王潮
受保护的技术使用者:粤港澳大湾区(广东)国创中心
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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