HyperStudy_使用系统识别进行材料参数校准 HS-4200
了解一种用于模拟弹塑性材料的RADIOSS材料定律的参数表征方法。
在开始之前，请将本教程中使用的模型文件从 /HS-4200/ 复 制到您的工作目录。
研究了延展性铝合金的表征。执行RADIOSS模拟以复 制实验性拉伸测试。确定材料定律的参数以拟合实验结果。
HS-1506：使用曲线差值积分进行材料校准提供了一种使用HyperMath或Python functions来测量两条曲线之间的差异来设置此问题的替代方法。
HS-1507：使用数据源中的面积工具进行Material校准提供了一种使用面积工具设置此问题的替代方法。
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Inputs Variable。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，在HyperStudy中创建基本输入模板，或使用研究目录中的基本输入模板。
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，导航到您的工作目录并打开文件TENSILE_TEST_0000.rad。
Note： RADIOSS使用20个字符的固定字段作为属性。
4.在查找区域中，输入/MAT/PLAS_JOHNS/1并单击。
HyperStudy在TENSILE_TEST_0000.rad文件中突出显示/MAT/PLAS_JOHNS/1。
5.从第51行的开头开始并突出显示前20个字段，选择E。
Tip： 要帮助您选择20个字符的字段，请按Control键激活选择器（设置为20个字符），然后单击value。
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。
此时将打开Parameter： varname_1对话框。
7.在Label字段中，输入E_Young。
8.更改边界。
o下限：50000
o初始值： 60400
o上限：70000
9.在Format字段中，输入%20.5f。
10.单击OK。
11.使用表1 中提供的信息定义另外四个变量。
Note： 一些初始值与原始文件中的值不同。
表1.
12.单击OK关闭Editor。
13.在Save Template对话框中，导航到您的工作目录并将文件另存为TENSILE_TEST_000.tpl。
三、执行研究设置
1.通过以下方式开始新研究：
o在菜单栏中，单击File>New。
o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。
a)从Directory中，将TENSILE_TEST_0000.tpl文件拖放到工作区中。
b)在Solver input file列中，输入TENSILE_TEST_0000.rad。
这是HyperStudy在评估期间写入的求解器输入文件的名称。
c)在Solver Execution Scrip列中，选择RADIOSS。
d)验证Solver input arguments字段是否显示为$（file）。
此参数运行Starter和RADIOSS的Engine进行崩溃分析。它还会阻止从动画文件创建.h3d结果文件。X是用于模拟的CPU数量。
5.定义模型依赖关系
a)单击Model Resources。
此时将打开Model Resource对话框。
b)选择Model 1（m_1）。
c)单击Resource Assistant>Add File。
d)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。
e)将Operation设置为Copy。
f)单击Close。
6.单击Import Variables。
从TENSILE_TEST_0000.tpl资源文件导入5个Inputs Variable。
7.转到Define Input Variables步骤。
8.查看Inputs Variable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。
将在study目录中创建一个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RADIOSS应力-应变曲线与实验数据进行比较。
您将关注曲线中的三个特定点以进行此比较。由于损伤不是用这个定律建模的，所以在颈缩点之后不需要比较。
·应变时实验应力与RADIOSS之差等于0.02（1）
·实验菌株与RADIOSS在颈缩点的差异（2）
·颈缩点的实验应力和RADIOSS之间的差异（3）
1.转到Define Output Responses步骤。
2.创建标记为Disp_sim的数据源。
a)单击Data Sources选项卡。
b)从Directory中，将位于approaches/setup_1-def/run__00001/m_1中的TENSILE_TEST01文件拖放到工作区中。
此时将打开Data Source Builder。
c)对于Tool ，选择File Source。
d)定义以下选项：
Type：None/Node1
Request：4 node 1
component：DX-XD isplacement
e)单击OK。
f)在工作区中，将数据源的标签更改为Disp_sim。
3.重复步骤2 以创建标记为Force_sim的第二个数据源，并在此过程中进行以下更改：
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3个输出响应。
a)单击Define Output Responses步骤。
b)单击Add Output Response三次
c)在工作区的Label列中，将三个输出响应的标签更改为Radioss_Strain_0_2、Radioss_Stress_Necking和Radioss_Strain_Necking。
5.定义Radioss_Strain_0_2输出响应。
a)在输出响应Radioss_Strain_0_2的Expression列中，单击（...）的。
此时将打开Expression Builder。
b)单击Function选项卡。
c)从函数列表中，选择lininterp。
d)单击Insert varname。
函数lininterp（，，） 将显示在Evaluate Expression字段中。
e)在Evaluate Expression字段中，输入lininterp functions中的（ds_1/75，ds_2/10.2,0.02）。
此表达式计算Strain等于0.02时相对于Strain的应力。
f)单击OK。
6.定义Radioss_Stress_Necking输出响应。
a)在输出响应Radioss_Stress_Necking的Expression列中，单击 （...） 的。
此时将打开Expression Builder。
b)单击Data Sources选项卡。
c)从数据源列表中，选择Force_sim。
d)从Insert Varname下拉列表中，选择Maximum。
e)单击Insert varname。
函数max（ds_2） 将显示在Evaluate Expression字段中。
f)在Evaluate Expression字段中，编辑函数，使其读取max（ds_2）/10.2。
这是力的最大值（ds_2），它在最小应变和力最大值处的应变之间修剪，除以10.2（表面积）以获得应力。
Note： 在一些类似的曲线拟合问题中，可能需要在极限载荷后修剪数据，这样做的表达式是： max（ds_2[subrange（ds_1，min（m_1_ds_1），ds_1[indexofmax（ds_2）]）/10.2.
g)单击OK。
7.定义Radioss_Strain_Necking输出响应。
a)在输出响应Radioss_Strain_Necking的Expression列中，单击 （...） 的。
此时将打开Expression Builder。
b)在Evaluate Expression字段中，输入ds_1[indexofmax（ds_2）]/75。
这是力值最大值处的位移（ds_1） 除以75（参考长度）以获得应变。
Note： 在一些类似的曲线拟合问题中，可能需要在极限加载后修剪数据，这样做的表达式是：ds_1[maxindex（subrange（ds_1，min（ds_1），ds_1[indexofmax（ds_2）]）]/75.
c)单击OK。
8.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 1>Definition>Define Output Responses步骤。
3.单击Objectives/Constraints - Goals选项卡。
4.添加目标。
a)单击Add Goal。
b)在Apply On列中，选择Radioss_Strain_0_2。
c)在Type列中，选择More。
d)在第1列中，选择System Identification。
e)在第2列中，输入141.00000。
5.对Radioss_Stress_Necking和Radioss_Strain_Necking输出响应应用目标。
a)为Radioss_Stress_Necking指定以下内容：
Type：System Identification
目标值： 148.00000
b)为Radioss_Strain_Necking指定以下内容：
Type：System Identification
目标值：0.0800000
6.转到Optimization>Specifications步骤。
7.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。
8.单击Apply。
9.转到Optimization>Evaluate步骤。
10.单击Evaluate Tasks以启动优化。
11.查看迭代历程记录。
a)单击Iteration Plot选项卡。
b)激活 可在其自己的绘图中查看每个通道。
c)使用Channel selector，选择三个目标和Objective Function。
前三个选择是系统识别优化问题中使用的实际值。观察他们的目标历程，看看他们的价值观确实接近各自的目标价值观。最后的图是系统识别问题中使用的标量目标;实际目标值和目标值之间平方差的标准化和。请注意，此组合函数的值已通过优化降低。
