HyperStudy_在数据源中使用面积工具进行材料校准HS-1507

在本教程中，您将学习如何使用HyperStudy中的HyperStudy - Editor完成Area functions并从Radioss文件创建输入模板。

在开始之前，请将本教程中使用的模型文件从/HS-1507/ 复 制到您的工作目录。

本教程的目标是查找Radioss Material参数值，以便拉伸测试模拟的应力-应变曲线与拉伸测试实验曲线相匹配。

HS-1506：使用曲线差值积分进行Material校准提供了一种使用Compose或Python functions来设置此问题的替代方法，以测量两条曲线之间的差异。

HS-4200：使用系统识别进行材料校准提供了一种使用系统识别的替代方法。

在本教程结束时，您将了解如何：

·使用HyperStudy - Editor从Radioss文件创建输入模板

·设置研究

·运行MIN（f（x）） 优化研究

一、模型定义

标准拉伸试样的四分之一使用对称条件进行建模。通过在左端施加速度对试样施加牵引力。

单位为：mm、ms、g、N、MPa。

 

 

要表征的材料是6063 T7铝。它具有各向同性的弹塑性行为，可以通过Johnson-Cook模型无损地再现（RADIOSS Block Law2），定义为：

在本教程中，参数a、b、n、σmax（最大应力）和杨氏模量被定义为输入变量。通过实验测试获得的应力-应变曲线如图3所示。

 

对于模拟结果，通过将节点1的位移除以参考长度（75 mm） 来获得工程应变，通过将截面1中的力除以其初始表面（10.2 mm2） 来获得工程应力。

 

二、创建基本输入模板

在此步骤中，您可以在HyperStudy中创建基本输入模板，也可以在研究目录中使用基本输入模板。

1.启动HyperStudy。

2.在菜单栏中，单击Tools>Editor。

此时将打开Editor。

3.在File字段中，打开TENSILE_TEST_0000.rad文件。

4.在查找区域中，输入/MAT/PLAS_JOHNS/1并单击。

HyperStudy突出显示/MAT/PLAS_JOHNS/1。

 

5.通过突出显示第51行中的前20个字段来选择变量E。

Tip：按Ctrl激活选择器（设置为20个字符），然后单击该值，快速突出显示20个字符的字段。

 

6.右键单击突出显示的字段，然后从上下文菜单中选择Create Parameter。

7.在Parameter： varname_1对话框中，定义以下选项，然后单击OK。

a)在Label字段中，输入E_Young。

b)将Lower Bound更改为50000。

c)将Nominal值更改为60400。

d)将Upper Bound更改为70000。

e)将Format更改为%20.5f。

 

8.使用表1 中提供的信息定义另外四个变量。

表1.

9.单击Save。

10.在Save Template对话框中，将文件另存为TENSILE_TEST_0000.tpl。

11.关闭Editor。

三、执行研究设置

1.通过以下方式开始新研究：

在菜单栏中，单击File>New。

在功能区上，单击。

2.在Add Study对话框中，输入研究名称，选择研究的位置，然后单击OK。

3.转到Define Models步骤。

4.添加Parameterized File模型。

1.从Directory中，将TENSILE_TEST_0000.tpl文件拖放到工作区中。

 

2.在Solver input file列中，输入TENSILE_TEST_0000.rad。这是HyperStudy在任何评估期间写入的求解器输入文件的名称。

3.在Solver execution script列中，选择RADIOSS。

4.验证Solver input arguments字段是否显示为$file。

此求解器输入参数运行RADIOSS的Starter和Engine进行碰撞分析，并且还会阻止从动画文件创建.h3d结果文件。

Note：X是用于模拟的CPU数量。

5.定义模型依赖关系。

1.单击Model Resources。

2.在Model Resource对话框中，选择Model 1（m_1）。

3.单击Resource Assistant>Add File。

4.在Select File对话框中，导航到您的工作目录并打开TENSILE_TEST_0001.rad文件。

5.将Operation设置为Copy。

6.单击Close。

 

7.单击Import Variables。从TENSILE_TEST_0000.tpl资源文件导入5个输入变量。

8.转到Define Input Variables步骤。

9.查看输入变量的下限和上限范围。

四、执行试运行

1.转到Test Models步骤。

2.单击Run Define。

在study Directory中创建approaches/setup_1-def/ 目录。approaches/setup_1-def/run__00001/m_1目录包含输入文件，该文件是试运行的结果。

五、创建和评估输出响应

在此步骤中，您将创建要在Area functions中使用的数据源并评估输出响应。

1.Create the Area Between Two Curves输出响应。

a)转到Definition>Define Output Responses步骤。

b)单击Add Output Response。

c)在工作区的Label字段中，输入Area Between Two Curves。

 

2.创建标记为Disp_sim的数据源。

a)从Directory中，将位于approaches/setup_1-def/run__00001/m_1中的TENSILE_TESTT01文件拖放到工作区中。

b)在File Assistant对话框中，将Reading技术设置为Altair® HyperWorks®，然后单击Next。

c)选择Single Item in a Time Series，然后单击Next。

d)定义以下选项，然后单击Next。

将Type设置为Node/Node 1。

将Request设置为4 Node 1。

将Component设置为DX-X Displacement。

 

e)在Create a new Data Source下，在Label字段中输入Disp_sim。

f)清除新的Response复选框中的Use Data Source。

g)单击Finish。

 

3.通过重复步骤2，创建标记为Force_sim的第二个数据源。

定义以下选项：

a)将Type设置为Section/SECTION_2。

b)将Request设置为2 section 1。

c)将Component设置为FT-Resultant Tangent Force。

4.创建标记为Strain_exp的第三个数据源。

a)在Area Between Two Curves输出响应的Expression列中，单击。

b)在Expression Builder中，单击Data Sources选项卡。

c)单击Add Data Source。

新数据源将添加到工作区。

d)在新数据源的Label字段中，输入Strain_exp。

e)在File字段中，单击。

f)在Data Sources Builder中，定义数据源，然后单击OK。

在File字段中，导航到您的工作目录并打开experiment.xy文件。

将Tool设置为File Source。

将Type设置为Unknown。

将Request设置为Block 1。

将Component设置为Column 1。

5.通过重复步骤4创建标记为Stress_exp的第四个文件源。

选择以下选项：

a)将Tool设置为File Source。

b)将Type设置为Unknown。

c)将Request设置为Block 1。

d)将Component设置为Column 2。

6.Define Area Between Two Curves输出响应。

a)在Expression Builder中，单击Data Sources选项卡。

b)单击Add Data Source，然后从工具选项中选择Area。

c)在新数据源的Label字段中，输入Area Difference。

d)在File 列中，单击。

在Data Source Builder中，有用于模拟和实验曲线数据的Curve 1（曲线1） 和Curve 2（曲线2） 选项。每个数据源的输入方式不同。

曲线1_x = Disp_sim

曲线1_y = Force_sim

曲线2_x = Strain_exp

曲线2_y = Stress_exp

位移和力是从仿真中读取的，而从实验中读取的是应变和应力。为了将位移和力转换为应变和应力，您需要将位移除以长度（75），力除以面积（10.2）。使用比例因子框定义转换。对于位移，比例因子为175175。对于面积，比例因子为110.2110.2。

 

e)对于曲线1，在x的比例因子框中输入0.0133333，如图13所示。

f)对于曲线1，在y的比例因子框中输入0.0980392，如图13所示。

g)单击OK关闭Data Source Builder。

7.在Expression Builder中，单击Insert Variable。

 

8.单击OK关闭表达式生成器。

9.单击Evaluate以提取响应值。

六、运行优化

1.添加优化。

a)在Explorer中，右键单击并从上下文菜单中选择Add。

b)在Add对话框中，选择Optimization。

c)对于Definition from，选择一种方法，然后单击OK。

2.转到Optimization>Definition>Define Output Responses步骤。

3.单击Objectives/Constraints - Goals选项卡。

4.在Area Between Two Curves输出响应上应用目标。

a)单击Add Gold。

b)在Type列中，选择Minimize。

 

5.转到Optimization>Specifications步骤。

6.在工作区中，将Mode设置为Adaptive Response Surface Method（ARSM）。

**Note：**只启用对问题表述有效的方法。

7.单击Apply。

8.转到Evaluate步骤。

9.单击Evaluate Tasks。

10.单击Evaluation Plot选项卡以绘制目标的优化迭代历程记录。