统计等效代理材料模型及随机缺陷对弹塑性响应的影响
材料科学
2022-12-07 v2
摘要
制造材料通常因制造工艺（如3D打印、铸造等）而含有随机缺陷。这些缺陷显著影响有效材料性能并导致力学响应的不确定性。对缺陷效应及不确定性量化（UQ）的数值分析常可借助数字随机代理材料模型完成。本文提出一类依赖少量参数的新型灵活代理模型，特别关注两相材料。该代理模型被构造为一个强度场（表示拓扑形状）与高斯扰动（表示缺陷）线性组合的水平集。模型的数学设计参数与物理参数相关联，因此易于解释。模型参数的标定采用渐进批处理子采样拟牛顿最小化方法，使用合成样本与数据之间的设计距离度量。随后，利用快速采样算法可生成任意数量的合成样本以用于蒙特卡洛类方法。特别地，我们将该方法应用于增材制造中具有重要意义的含缺陷八面体桁架晶格的弹塑性响应UQ。为此，我们研究了晶格单胞在弹塑性变形下的有效材料性能，并考察了有效杨氏模量对缺陷的敏感性。
引用
@article{arxiv.2112.06655,
title = {Statistically equivalent surrogate material models and the impact of random imperfections on elasto-plastic response},
author = {Ustim Khristenko and Andrei Constantinescu and Patrick Le Tallec and Barbara Wohlmuth},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.06655},
year = {2022}
}
备注
21 pages, 15 figures