利用纳米压痕与基于有限元逆分析的非线性Burgers模型参数估计
计算工程、金融与科学
2016-12-13 v1 数值分析
摘要
纳米压痕涉及将坚硬的金刚石压头探入材料中，并连续记录压头所经历的载荷与位移。该载荷-位移数据是材料固有应力-应变行为的直接函数。因此，理论上可以通过纳米压痕提取材料的力学性质。然而，由于与纳米压痕相关的各种非线性，将载荷-位移数据解释为材料性质的过程十分困难。尽管简单的弹性行为可以容易地表征，但表征诸如非线性粘弹性等复杂材料行为的方法仍然缺乏。在本研究中，开发了一种基于纳米压痕的材料表征技术，以表征表现出非线性粘弹性的软材料。纳米压痕实验在有限元分析软件（ABAQUS）中进行建模，其中使用用户自定义子程序（UMAT）引入了非线性粘弹性行为。模型参数通过称为逆分析的过程进行了校准。在本研究中，使用了一种基于代理模型的方法进行逆分析。分析了影响代理模型性能的不同因素，以优化相对于计算成本的性能。
引用
@article{arxiv.1612.03247,
title = {Parameter Estimation of a Nonlinear Burgers Model using Nanoindentation and Finite Element-based Inverse Analysis},
author = {Salah U. Hamim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.03247},
year = {2016}
}
备注
PhD Dissertation, Oklahoma State University, 2016