0182] [1]取迭代計數(shù)k = 1，隨機生成μ個種群，即隨機輸入μ組矢量對（Xl，Il1)，其 中及=(/〇?;....,(?::,#)，11 1為進化規(guī)劃自適應(yīng)策略參數(shù)，1 = 1，2,3，...，4;
[0183] [2]對于每個個體矢量對（Xi, q i)，計算f (Xi);
[0184] [3]對于每個父代矢量對（Xl，Tl J，生成兩個子代矢量對和其中：
[0185]
[0186] 計算并比較/(X)(刀)和/(# (刀)的大小，取兩者較小者所對應(yīng)的矢量對，記為 (Χι'，η /)。其中 Xl (j)，Xl'（j)，n i (j)，n / (j)分別為矢量 Xl，Xl'，n y n i'的第 j 個分 量（j = 1，2,. . .，η，η為待優(yōu)化材料參數(shù)的個數(shù)）；N(0, 1)為服從一維標準正態(tài)分布的隨機 數(shù)；Nj (0, 1)為服從一維標準正態(tài)分布對應(yīng)于第j個分量的隨機數(shù)；δ 為服從柯西分布對 應(yīng)于第j個分量的隨機數(shù)；參數(shù)τ 1和τ分別取。標準正態(tài)分布和柯西分 布的密度函數(shù)分別為：
[0187]
[0188]
[0189] [4]對于所有的i = 1，2, 3, ...，μ，將所有的父代矢量對（Xl，n J和子代矢量對 (χΛ η/)作為一個整體，取出q個矢量對。然后，將所有父代和子代矢量對中的任意一個 矢量對與取出的q個矢量對作比較，比較矢量對所對應(yīng)的目標函數(shù)值，如果該矢量對小于q 個矢量對中的某一個，則該矢量對得分加1(所有矢量對的最高得分為q，最低得分為〇);
[0190] [5]從2μ個矢量對中選出得分最高的μ個矢量對，作為下一次迭代的父代矢量 對；
[0191] [6]判斷迭代結(jié)束條件是否滿足；如不滿足，則k = k+1，并重復(fù)上述過程。
[0192] 最終，確定的材料參數(shù)為：A = 5. 223、n2= L 54、γ 丨=3. 1、γ 2= 17. 4、k。= 12. 4MPa、η。= 0· 4、K。= 30MPa、η 1()= 0· 0067、B。= 80MPa、C。= 55500、D。= I. 38e 4、E0 = 1100MPa、Qk= 8400J/mol、QK= 8400J/mol、Qn= 50000J/mol、QB= 8400J/mol、Qc= 99900J/ mol、QD= 10648J/mol、QE= 17500J/mol、R = 8.3J/mol〇
[0193] (3)損傷本構(gòu)方程的軟件實現(xiàn)
[0194] 利用Fortran語言將已確定材料參數(shù)的成形損傷本構(gòu)方程編寫為Ls-dyna用戶自 定義材料子程序，通過用戶自定義材料子程序接口嵌入到有限元軟件Ls-dyna中。圖14-a 為奧氏體態(tài)硼鋼在700°C時不同應(yīng)變率下的真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線，包括應(yīng)變率為0.0 ls 1時 的試驗數(shù)據(jù)和擬合曲線以及應(yīng)變率為Is 1時的試驗數(shù)據(jù)和擬合曲線，而圖14-b為奧氏體態(tài) 硼鋼在0.1 s 1時不同溫度下的真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線，包括溫度為800°C時的試驗數(shù)據(jù)和擬 合曲線以及溫度為600°C時的試驗數(shù)據(jù)和擬合曲線。
[0195] 步驟二、U形截面高強度車門防撞梁熱成形模擬：
[0196] 1)參閱圖5,利用Hypermesh有限元軟件建立U形截面高強度車門防撞梁熱成形 仿真模型，模型中的對象包括板料6、凸模4、凹模7及壓邊圈5 ;
[0197] 2)分別為模型中各個對象賦予截面屬性和材料特性，所有對象均采用殼單元截 面屬性*SECTI0N_SHELL，各對象的厚度t依次為：tl = 2mm, t2 = t3 = t4 = 5mm，其中tl 為板料的厚度；t2為凸模的厚度；t3為凹模的厚度；t4為壓邊圈的厚度。而凸模4、凹模7 及壓邊圈5采用剛體物理材料*MAT_RIGID，各對象的密度P依次為：P 2 = P 3 = P 4 = 7830kg/m3,其中P 2為凸模的密度；P 3為凹模的密度；P4為壓邊圈的密度。彈性模量E 依次為：E2 = E3 = E4 = 210GPa，其中E2為凸模的彈性模量；E3為凹模的彈性模量；E4為 壓邊圈的彈性模量。泊松比u依次為：υ2 = υ3 = υ4 = 0. 3,其中υ 2為凸模的泊松 比；u 3為凹模的泊松比；υ 4為壓邊圈的泊松比。而板料6則采用上述基于成形損傷的用 戶自定義物理材料，且所有對象均采用各向同性熱材料*MAT_THERMAL_IS0TR0PIC，各對象 的比熱容HC依次為：HC2 = HC3 = HC4 = 500X/(kg ·Κ)，其中HC2為凸模的比熱容；HC3為 凹模的比熱容；HC4為壓邊圈的比熱容。熱傳導(dǎo)系數(shù)TC依次為：TC2 = TC3 = TC4 = 50W/ (m ·Κ)，其中TC2為凸模的熱傳導(dǎo)系數(shù)；HC3為凹模的熱傳導(dǎo)系數(shù)；HC4為壓邊圈的熱傳導(dǎo)系 數(shù)。而板料6的比熱容HC及熱傳導(dǎo)系數(shù)TC參閱圖15 ;
[0198] 3)設(shè)置模型中各對象間的接觸關(guān)系，定義各對象的邊界條件（具有的溫度場、運 動特性、約束條件）及模型計算所需的控制卡片；
[0199] 4)利用Ls-dyna軟件求解U形截面高強度車門防撞梁熱成形仿真模型，得到成形 后的零件模型及其成形損傷云圖和厚度分布云圖。
[0200] 步驟三、U形截面高強度車門防撞梁抗撞性能仿真評估
[0201] 1)力學使用特性數(shù)據(jù)庫
[0202] (1)材料高溫損傷試驗
[0203] 參閱圖6,利用Ls-dyna軟件對圖3所示的試件2進行虛擬試驗，整個試件2采用 殼單元截面屬性*SECTI0N_SHELL，其厚度為t = 2mm，采用考慮成形損傷的用戶自定義物理 材料，且采用各向同性熱材料*MAT_THERMAL_IS0TR0PIC，其比熱容HC及熱傳導(dǎo)系數(shù)TC參閱 圖15。同時，在試件2中間區(qū)域定義1。= 25_長的均溫段，在該段內(nèi)施加恒定溫度場，而 在該段左右兩側(cè)區(qū)域則按照實際試驗中試件2溫度分布施加相應(yīng)的溫度場。虛擬試驗時， 約束試件2左端節(jié)點的全部6個自由度，在右端施加沿軸向隨時間變化的強制位移，確保均 溫段以恒定的應(yīng)變率進行變形。試驗中使均溫段取典型的試驗條件：成形溫度750Γ，變形 應(yīng)變率0.1 s ^在該條件下，進行一系列虛擬試驗，使均溫段內(nèi)單元的成形損傷值分別達到 目標成形損傷值〇, 〇. 05, 0. 1，0. 2, 0. 6,即得到一系列均溫段具有不同成形損傷值的拉伸后 試件8,并分別測出每一試件2均溫段長度的變化值0, Δ 1。。5, Δ 1。Δ 1。2, Δ 1。6。
[0204] 參閱圖7,利用Gleeble熱模擬試驗機對圖3所示試件2進行實際試驗，試驗條件 與虛擬試驗相同。試驗中利用CCD攝像機3進行拍攝，并通過ARAMIS光學變形系統(tǒng)實時 反饋試件2均溫段的變形量，當各試件2均溫段長度變化分別達到0, Δ 1。。5, Δ 1。Δ 1。2， Δ 1。.6時，停止拉伸（同一均溫段長度變化值重復(fù)3次試驗），此時，實際試驗中均溫段處材 料達到與虛擬試驗中同等損傷程度。隨后，對各試件2均溫段快速淬火冷卻至室溫，即得到 一系列均溫段具有不同成形損傷值的淬火后馬氏體相的拉伸后試件8,整個材料高溫損傷 試驗的流程參閱圖8。
[0205] (2)試件加工
[0206] 對材料高溫損傷試驗中獲得的一系列淬火后的拉伸后試件8進行線切割加工，得 到用于材料室溫單向拉伸試驗所用子試件9,參閱圖9實線部分。隨后，用細砂紙對所有子 試件9各表面進行輕微打磨，去除上面的氧化皮，并記錄打磨后各子試件9標距段的最小截 面積，作為下述材料室溫單向拉伸試驗中子試件9標距段的原始橫截面積A。。
[0207] (3)材料室溫單向拉伸試驗
[0208] 利用電子萬能試驗機對材料高溫損傷試驗中獲得的均溫段具有不同損傷值的子 試件9進行3種不同服役應(yīng)變率（依次為0.0 ls 1Us 1UOs 4的單向拉伸試驗，所有子試件 9均在室溫下拉伸直至斷裂。整個拉伸過程中試驗機會記錄載荷隨時間變化的曲線F(t)， 并將其按照公式（1)換算為子試件9的名義應(yīng)力隨時間變化的曲線 〇_(t)，而采用拉伸 引伸計可測出子試件9的標距段長度隨時間變化的曲線AL(t)，并將其按照公式（2)換算 為子試件9的標距段名義應(yīng)變隨時間變化的曲線ε _(t)，按照公式（3)將子試件9的名義 應(yīng)力隨時間變化的曲線〇_(t)換算為子試件9的真實應(yīng)力隨時間變化的曲線〇t_(t)， 按照公式（4)將子試件9的標距段名義應(yīng)變隨時間變化的曲線e_(t)換算為子試件9 的標距段真實應(yīng)變隨時間變化的曲線ε t_(t)，并消去兩曲線中的時間變量t，以真實應(yīng) 變?yōu)樽宰兞?，真實?yīng)力σ 為因變量，得到每一子試件9的真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線 〇 ( ε t_)。最終，得具有5種不同成形損傷值、3種不同服役應(yīng)變率的子試件9的真實應(yīng) 力-應(yīng)變曲線σ t_( ε t_)，用于建立下述考慮成形損傷的服役本構(gòu)方程。
[0209] 2)建立考慮成形損傷的服役本構(gòu)方程
[0210] 為在車身抗撞零件虛擬試驗中，考慮零件成形損傷及服役應(yīng)變率對其服役性能的 影響，現(xiàn)建立考慮成形損傷的服役本構(gòu)方程，具體表達式如下：
[0211]
[0212]
[0213] CN 105160066 A IX m "ti 16/18 頁
[0214]
[0215]
[0216]
[0217] 式中是服役時的等效塑性應(yīng)變率；〇是服役時的等效應(yīng)力；服役損傷變 量fd2，其變化范圍為〇~1，f d2= 〇時表示服役時材料沒有服役損傷，fd2= 1時表示 服役時材料完全失效；為服役時的塑性應(yīng)變率分量；Ss 為服役時的偏應(yīng)力分量； A = (A - A,)/A?，P S1為服役前材料的位錯密度，P sni為服役時材料可達到的最大位錯密 度，且Psl彡P(guān) # P s"，即M〇s是服役時的應(yīng)力張量分量；4是服役時的總應(yīng) 變張量分量；磕是服役時的塑性應(yīng)變張量分量；Ds 1]kl是四階剛度張量分量；L是楊氏模量； υ是泊松比；δ u為克羅內(nèi)克因子，下標i、j、k、1變化范圍為1~3,重復(fù)下標遵循愛因斯 坦求和約定。
[0218] 參數(shù)y、Y、F、G、L、β2、β3、γ5、丫 6是與成形損傷相關(guān)的材料參數(shù)，定義如下：
[0219]
[0220]
[0221]
[0222]
[0223]
[0224]
[0225]
[0226]
[0227]
[0228]
[0229] 確定考慮成形損傷的服役本構(gòu)方程中材料參數(shù)及服役本構(gòu)方程軟件實現(xiàn)所用的 方法與建立基于成形損傷本構(gòu)方程時所用的方法完全相同，而這里，需要確定的材料參數(shù) 總共有25個，而最終確定的25個材料參數(shù)，依次為：Z = 6. 32、γ3= 4. 6、γ 4= 2. 67、γ 7 =30. 4、nc= 0· 4、y 0= 30. 3MPa、Y 0= 60MPa、F 0= 40MPa、G 0= 4000、L 0= 4800MPa、β 10 =I. 2、β20= 3· 5、β 30= I. 4、γ 50= 0· 6、γ 60= 5. 9、Wy= 740、WY= 600、Wf= 1200、Wg = 990、Wl= 670、,a=80、,a=67、心=55、l=32/|、K =68.2。圖 16 為具有不同 熱成形損傷