● 摘要
铝合金尤其是高强度铝合金在室温下塑性很差，成形比较困难，热介质成形工艺则可以提高铝合金板的成形性能。在热介质成形的有限元模拟中能否精确获得材料性能参数己成为影响仿真计算结果精度的一个重要因素，反向建模是以实测位移值为基准，通过不断优化仿真计算模型中的材料参数直至两种数值在某一意义上最小(如最小二乘的意义上)，则认为这一组材料参数的值与实际相符合的，从而得到材料参数。因此，基于反向建模对铝合金热介质成形中材料性能的研究有着非常重要的意义。本文首先进行了高强度铝合金7B04-T6和5A06在不同温度和应变速率下的温拉伸试验，对7B04-T6的材料性能进行了研究，获得真实应力—应变曲线，为解决反向建模问题而建立的目标函数提供试验基准。在反向建模和优化算法理论的基础上，提出了一种基于试验、有限元模拟结合的反向建模来优化材料性能参数的方法，以待定的材料参数为设计变量，借助有限元仿真实验，得到应力和应变的模拟值。采用L-M方法混合高斯牛顿法的方法不断调整参数，使得模拟结果和试验结果的差在最小二乘意义上的最小。基于反向建模理论建立了优化模型，提出了反向计算的算法，采用Visual Basic 6.0语言开发了软件MarcOPT，实现反向建模算法的程序化。最后，通过软件MarcOPT获得高强度铝合金7B04-T6和5A06的Fields and Backofen方程温拉伸时的材料参数，来验证反向建模算法的是合理有效的，并结合算例探讨了反向建模计算过程中需要注意到的问题。