基于粒子群算法与混合罚函数法的有限元优化反演模型及应用 被引量：23

1

作者 贾善坡 伍国军 陈卫忠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期598-603,共6页

岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率... 岩土工程优化反分析是一个典型的复杂非线性函数优化问题,采用全局优化算法是解决这个问题的理想途径。针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低的缺点,结合粒子群算法和遗传算法的特点,充分考虑二者的互补性,提出一种效率较高的全局优化算法,以测点的实测值与计算值建立一种新的评价函数,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,用混合罚函数法将约束问题变为无约束问题,构建了一种新的目标函数,将有限元程序ABAQUS作为一个模块嵌入到优化算法程序中,编制了有限元优化反演分析程序。并给出了应用实例验证了该法的有效性和实用性,是一种可行的参数反演方法,可应用于实际工程中复杂岩土介质初始应力场反演、渗流场以及位移反分析。 展开更多

关键词 混合粒子群算法 优化反演 混合罚函数法 有限元 岩土工程

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基于GA-APSO混合罚模型的混凝土坝力学参数优化反演 被引量：11

2

作者 魏博文 徐镇凯 +2 位作者 李火坤 姜振翔 彭圣军 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期4211-4217,共7页

针对混凝土坝流变力学参数反分析中的多目标优化问题,利用混合罚函数法,构建一种新的无约束单目标优化函数,并就其函数求解中常规优化算法搜根收敛速率慢、局部最优等缺陷,通过向粒子群算法(PSO)中引入自适应因子,并融合遗传算法(GA)计... 针对混凝土坝流变力学参数反分析中的多目标优化问题,利用混合罚函数法,构建一种新的无约束单目标优化函数,并就其函数求解中常规优化算法搜根收敛速率慢、局部最优等缺陷,通过向粒子群算法(PSO)中引入自适应因子,并融合遗传算法(GA)计算优势,提出一种基于自适应遗传粒子群算法(GA-APSO)的全局优化反演方法,并将ANSYS有限元程序作为子模块嵌套到该算法程序中,编制相应的有限元优化反演分析程序。同时,通过工程算例中的大坝正反分析结果,验证文中所建混合算法具有收敛速度快和全局搜索能力强的特点,进而可提高大坝优化反演效率。该方法亦可将其推广应用于其他坝型及岩质边坡的力学参数反分析。 展开更多

关键词 混凝土坝 粒子群算法 遗传算法 混合罚函数 优化反演

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海上风电筒型结构基础层状地基参数优化反演 被引量：9

3

作者 赵悦 练冲 +2 位作者 练继建 董霄峰 王海军 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期423-429,共7页

如何准确建立地基弹性模量与压缩模量的关系已经成为海上风电结构设计与校核过程中关键难题.针对响水海上风电复合筒型基础结构原型数据与地勘资料,提出一种基于MATLAB和ABAQUS的联合仿真方法(MATABA)对筒型基础复杂层状地基参数优化反... 如何准确建立地基弹性模量与压缩模量的关系已经成为海上风电结构设计与校核过程中关键难题.针对响水海上风电复合筒型基础结构原型数据与地勘资料,提出一种基于MATLAB和ABAQUS的联合仿真方法(MATABA)对筒型基础复杂层状地基参数优化反演分析.首先,开发了以MATLAB粒子群算法为主程序调用ABAQUS进行循环地基参数优化反演的程序;然后,建立三维"风机-塔筒-复合筒型基础-地基"一体化有限元-无限元耦合模型;最后,基于MAT-ABA优化反演得到的参数,对比分析风荷载激励下筒型基础结构的动态响应模拟值与实测值.结果表明,复杂层状地基弹性模量与压缩模量转换系数不同,对比优化反演得到的参数下动力响应模拟值与实测值拟合良好,表明优化反演结果的准确性与可靠性. 展开更多

关键词 海上风电 筒型基础 地基参数 优化反演 联合仿真

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一种新的全局最优化反演计算方法 被引量：9

4

作者 傅旦丹 何樵登 +2 位作者 刘一峰 郭明珠 蒋连斌 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期536-542,共7页

本文提出了一种新的最优化算法——坐标扰动法。该方法只需利用目标函数值 ,无需计算函数的导数 ,以正交的坐标轴方向为基本的搜索方向 ,当沿某基本的搜索方向搜索失败时 ,则对其进行扰动 ,从而改善其收敛性、达到全局收敛的目的。文中... 本文提出了一种新的最优化算法——坐标扰动法。该方法只需利用目标函数值 ,无需计算函数的导数 ,以正交的坐标轴方向为基本的搜索方向 ,当沿某基本的搜索方向搜索失败时 ,则对其进行扰动 ,从而改善其收敛性、达到全局收敛的目的。文中以一个函数极值求解问题和一维正交各向异性介质波形反演问题为例所进行的计算处理结果表明 ,本文提出的方法具有良好的全局收敛性 ,几乎不依赖于初值 ,便能以较高的精度逼近最优解。 展开更多

关键词 坐标扰动 最优化反演计算 地震勘探 地震数据

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珠江口二类水体水色三要素的优化反演 被引量：13

5

作者 杨锦坤 陈楚群 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期15-20,共6页

根据2003年1月珠江口实测资料获得的相关参数,建立了适用于该海域的二类水体水色三要素优化反演模型,同步优化反演得到了与2003年1月25—26日实测站点相对应的2003年1月29日的SeaWiFs图像像元点的水色三要素,反演与实测水色三要素的平... 根据2003年1月珠江口实测资料获得的相关参数,建立了适用于该海域的二类水体水色三要素优化反演模型,同步优化反演得到了与2003年1月25—26日实测站点相对应的2003年1月29日的SeaWiFs图像像元点的水色三要素,反演与实测水色三要素的平均相对误差分别为:叶绿素14.9%,悬浮泥沙12.1%,黄色物质13.6%。研究结果说明本研究建立的优化反演模型比较适用于珠江口二类水体水色三要素的反演,且具有较高的反演精度。 展开更多

关键词 二类水体 优化反演 水色要素 正演模型 大气校正 珠江口

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多边形体△T最优化反演圈定火烧区 被引量：10

6

作者 董守华 李志聃 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期42-45,共4页

根据火烧区炮变岩△Ｔ磁异常特征，选择均匀磁化多边形体反演模型，采用最优化反演方法圈定火烧区边界；通过阻尼最小二乘法自动迭代反演，减少了这代次数和多解性，提高了解释精度。经理论模型与实例试算，证明了方法的有效性。

关键词 烧变岩 多边形体 最优化反演 煤矿床 圈定

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坝体力学参数的混合模型优化反演法及其应用 被引量：7

7

作者 郭乙木 万力 +1 位作者 魏德荣 方兆雄 《水电能源科学》 2001年第2期36-38,42,共4页

探讨了以混合模型反演大坝等水工建筑物及其基础弹模的方法 ,应用“后验差”方法进行反演成果检验 ,从而建立了一个优化反演流程 ,保证了反演计算的精度 .给出了白水峪电站安全检测分析的算例 ,结果表明 ,该混合模型优化反演法概念清晰 ... 探讨了以混合模型反演大坝等水工建筑物及其基础弹模的方法 ,应用“后验差”方法进行反演成果检验 ,从而建立了一个优化反演流程 ,保证了反演计算的精度 .给出了白水峪电站安全检测分析的算例 ,结果表明 ,该混合模型优化反演法概念清晰 ,方法简便 。 展开更多

关键词 大坝 力学参数 混合模型 优化反演

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岩体工程优化反演的目标函数 被引量：9

8

作者 袁勇 孙钧 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期29-37,共9页

本文针对开挖施工现场实测的位移量离散性很强，而用常规方法建立的最佳估计目标函数又得不到有效估计值的问题，提出了一种根据Ｂｈａｔｔａｃｈａｒｙａ信息不等式推导出的、更具一般意义的目标函数。本文给出的目标函数可以合理地利... 本文针对开挖施工现场实测的位移量离散性很强，而用常规方法建立的最佳估计目标函数又得不到有效估计值的问题，提出了一种根据Ｂｈａｔｔａｃｈａｒｙａ信息不等式推导出的、更具一般意义的目标函数。本文给出的目标函数可以合理地利用量测数据得到可信的结果。 展开更多

关键词 岩体工程 优化反演分析 目标函数

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火烧区烧变岩多边形体△T人机联作最优化反演 被引量：5

9

作者 董守华 李志聃 邵玉宏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期124-127,共4页

根据烧变岩△Ｔ磁异常特征，以多边形体为反演模型，由人机联作给出最佳初始模型，通过阻尼最小二乘法自动迭代反演，较精确地圈定了火烧区边界．经实例试算，证明该方法能减少迭代次数和多解性，提高解释精度．

关键词 烧变岩 多边形体 人机联作 最优化反演 火烧区

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岩土工程非线性优化反演模型在ABAQUS中的应用 被引量：4

10

作者 贾善坡 伍国军 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第2期225-231,共7页

目的针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低、计算量大的缺点,提出了基于改进Nelder-Mead算法的有限元优化反分析法,为工程所需的计算参数提供参考.方法基于混合罚函数法,以测点的实测值与计算值建立误差函数,将有限元程... 目的针对常规反演方法应用于岩土工程参数反演时搜索效率低、计算量大的缺点,提出了基于改进Nelder-Mead算法的有限元优化反分析法,为工程所需的计算参数提供参考.方法基于混合罚函数法,以测点的实测值与计算值建立误差函数,将有限元程序ABAQUS作为一个单独模块嵌入到改进的Nelder-Mead算法中,编制了优化反演分析程序.结果给出了具体的应用实例,结果表明,改进Nelder-Mead算法提高了参数的搜索效率,用较少的迭代次数就能得到满足精度要求的结果,是一种可行的参数反演方法.结论笔者提出的优化反演方法具有很强的实用性,可应用于实际工程中复杂岩土体初始应力场反演、渗流场以及位移反分析. 展开更多

关键词 岩土工程 优化反演 混合罚函数 有限元 ABAQUS

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复杂重磁异常多阶段决策的最优化反演 被引量：2

11

作者 刘天佑 朱立新 +1 位作者 邓荣来 李庆浩 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期349-353,共5页

用常规的阻尼最小二乘法和广义逆矩阵法反演由多个地质体产生的复杂重磁异常 ,往往不收敛。采用非线性规划的多阶段决策方法对目标函数作小波多尺度分解 ,由大尺度到小尺度逐次反演 ,消除了目标函数的冗余度 ,并克服了目标函数的复杂性... 用常规的阻尼最小二乘法和广义逆矩阵法反演由多个地质体产生的复杂重磁异常 ,往往不收敛。采用非线性规划的多阶段决策方法对目标函数作小波多尺度分解 ,由大尺度到小尺度逐次反演 ,消除了目标函数的冗余度 ,并克服了目标函数的复杂性。实践表明 ,多阶段决策方法能解决由多个地质体产生的复杂的多峰值异常的最优化反演问题 ,并且通过多尺度分解目标函数来搜索极小的过程是合理和收敛的。 展开更多

关键词 重磁异常 多阶段决策 最优化反演 小波 多尺度分解 动态规划 石油地质

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基于优化反演的绕射波提取成像技术及其应用 被引量：4

12

作者 闫艳琴 马学军 《石油物探》 CSCD 北大核心 2021年第4期574-583,共10页

绕射波独立成像数据为资料精确解释提供了一种新的有用信息,绕射波分离提取的质量与绕射波成像处理资料品质密切相关。探讨了基于优化反演的绕射波提取技术,利用基于余量极小化倾角估计技术实现了反射波倾角的精确估计,利用非线性搜索... 绕射波独立成像数据为资料精确解释提供了一种新的有用信息,绕射波分离提取的质量与绕射波成像处理资料品质密切相关。探讨了基于优化反演的绕射波提取技术,利用基于余量极小化倾角估计技术实现了反射波倾角的精确估计,利用非线性搜索的极小化优化技术和可行域投影迭代技术实现了绕射波的提取。基于正则化约束优化反演算法的绕射波提取成像方法,能够很好地去除反射波信息,提取出隐藏在偏移剖面中能量很弱的绕射波信息,突显出断层、洞穴、风化壳等异常地质信息。针对塔河油田碳酸盐岩缝洞型储层特点建立了地质模型,数值模拟了正演记录,采用基于优化反演的绕射波成像方法对其进行绕射波分离及成像,验证了方法的实用性。针对塔河油田实际三维地震资料开展了该方法的应用处理研究,对比分析了绕射波成像与常规反射波成像效果。结果表明:绕射波成像在特殊地质体勘探中具有明显的优势,能够精细刻画古风化壳破碎带、小断层、小尺度岩溶洞穴等地质信息,为储层预测提供了更加可靠的信息。 展开更多

关键词 塔河油田 绕射波 优化反演 波场分离 正演模拟 串珠成像 反射倾角估计

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电阻率/激发极化法测深数据的一维最优化反演方法 被引量：30

13

作者 阮百尧 《桂林工学院学报》 1999年第4期321-325,共5页

采用差分法求偏导数矩阵， 同时对各地层中的电阻率和厚度参数进行几何修改， 以及用奇异值分解法解线性方程组， 介绍了一种收敛速度快、对初始模型要求不高、反演效果好的电阻率测深数据的一维反演方法。在此基础上， 保持各层厚度参... 采用差分法求偏导数矩阵， 同时对各地层中的电阻率和厚度参数进行几何修改， 以及用奇异值分解法解线性方程组， 介绍了一种收敛速度快、对初始模型要求不高、反演效果好的电阻率测深数据的一维反演方法。在此基础上， 保持各层厚度参数不变， 用塞格尔理论， 完成对极化率的反演。 展开更多

关键词 电阻率 激发极化法 最优化反演方法 奇异值分解

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地震道非线性最优化反演 被引量：1

14

作者 胡光岷 贺振华 黄德济 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期240-247,共9页

在非线性最优化理论的基础上提出了地震道反演的非线性最优化方法,推导出地震道非线性最优化反演所需的梯度向量、Hasse矩阵,并对测井约束反演、反演稳定性等问题进行了探讨.理论模型和实际资料的反演结果表明,这一方法是地震道反演的... 在非线性最优化理论的基础上提出了地震道反演的非线性最优化方法,推导出地震道非线性最优化反演所需的梯度向量、Hasse矩阵,并对测井约束反演、反演稳定性等问题进行了探讨.理论模型和实际资料的反演结果表明,这一方法是地震道反演的一种有效手段. 展开更多

关键词 非线性最优化反演 Hasse矩阵 地震波阻抗.

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地铁隧道-地层系统的参数优化反演与动力响应分析 被引量：1

15

作者 房营光 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期45-49,共5页

由半解析方法研究地铁隧道 地层系统的动力参数优化反演和动力响应分析问题。隧道结构由平面等参单元离散 ,地层由层单元离散 ,采用半解析位移函数导出了相应离散系统的动力方程和频域中的最小二乘优化反演方程 ,由此 ,在给出参数反演... 由半解析方法研究地铁隧道 地层系统的动力参数优化反演和动力响应分析问题。隧道结构由平面等参单元离散 ,地层由层单元离散 ,采用半解析位移函数导出了相应离散系统的动力方程和频域中的最小二乘优化反演方程 ,由此 ,在给出参数反演的同时 ,给出了系统的动力响应分析。这种基于参数反演而进行的动力分析可以给出与实际相符的合理结果 。 展开更多

关键词 地铁隧道 参数优化反演 动力响应 地层

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利用Cole-Cole模型组合得到SIP真参数的联合频谱最优化反演 被引量：7

16

作者 张辉 李桐林 《西北地震学报》 CSCD 北大核心 2004年第2期108-112,共5页

利用Cole-Cole模型组合和稀释系数理论,可以描述测量得到的视复电阻率频谱与地下多个电性体SIP真参数之间的正演关系。本文利用此正演关系进行反演试算,并比较了几种Cole-Cole模型反演方案的效果;提出固定极化目标体和围岩体的极化率同... 利用Cole-Cole模型组合和稀释系数理论,可以描述测量得到的视复电阻率频谱与地下多个电性体SIP真参数之间的正演关系。本文利用此正演关系进行反演试算,并比较了几种Cole-Cole模型反演方案的效果;提出固定极化目标体和围岩体的极化率同时反演其它各SIP真参数的反演方案。结果表明在固定极化率为真值时,利用此反演方案可以稳定、准确、快速地得出地下电性体SIP真参数。 展开更多

关键词 Cole-Cole模型组合 最优化联合反演 稀释系数 SIP真参数

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基于非负矩阵分解及电阻率约束的粒子群优化自然电位三维反演

17

作者 崔益安 李浩 +3 位作者 王璞 谢静 张丽娟 罗议建 《地球物理学报》 北大核心 2025年第9期3600-3615,共16页

自然电位信号来源复杂,实测数据由多种自然电流源叠加贡献,直接反演可能获得假异常.本文利用基于最小相关约束的非负矩阵分解算法开展混合自然电位信号盲源分离预处理以提取目标自然电位信号,然后采用基于电阻率约束的阻尼粒子群优化算... 自然电位信号来源复杂,实测数据由多种自然电流源叠加贡献,直接反演可能获得假异常.本文利用基于最小相关约束的非负矩阵分解算法开展混合自然电位信号盲源分离预处理以提取目标自然电位信号,然后采用基于电阻率约束的阻尼粒子群优化算法实现自然电流源三维反演成像,并通过聚焦于金属矿产勘探领域的数值算例、物理模拟实验以及现场案例测试了算法的有效性.研究表明,非负矩阵分解预处理能大幅提高目标自然电位信号的信噪比,为反演提供优质的数据基础,提升数据解释的准确性;基于电阻率约束的粒子群优化算法汇集了梯度反演及全局优化反演的优点:不依赖于初始模型、具有全局搜索能力、场源分布符合实际物理意义.本文研究对金属矿产勘探领域实测自然电位数据预处理及反演解释具有参考价值. 展开更多

关键词 自然电位 非负矩阵分解 电阻率约束 粒子群优化反演 金属矿产勘探

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基于实测数据融合的堆芯物理模型反演优化方法及工业验证研究 被引量：2

18

作者 郭林 张凯 +1 位作者 万承辉 吴宏春 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1432-1439,共8页

由于堆芯运行过程中的组件辐照生长、冷却剂高速冲击等因素,燃料组件不可避免地会出现弯曲现象。但机组运行期间无法直接测量燃料组件弯曲状态,导致数值模拟采用的堆芯物理模型与真实堆芯状态之间存在差异,直观上表现为堆芯功率分布的... 由于堆芯运行过程中的组件辐照生长、冷却剂高速冲击等因素,燃料组件不可避免地会出现弯曲现象。但机组运行期间无法直接测量燃料组件弯曲状态,导致数值模拟采用的堆芯物理模型与真实堆芯状态之间存在差异,直观上表现为堆芯功率分布的计算值与实测值存在显著误差。为了提高数值模拟精度,本文开展了基于实测数据融合的堆芯物理模型反演优化方法研究:采用人工神经网络算法,通过大量样本训练建立堆芯物理模型与实测数据物理场之间的显式函数关系;基于三维变分算法和实测数据物理场,建立物理模型反演优化代价函数,通过实测数据反演优化得到与真实状态更为接近的堆芯物理模型。为了实现方法验证,本文利用国内某商用压水堆核电厂的功率分布实测数据对堆芯燃料组件弯曲实现了反演优化。数值结果表明:采用反演优化得到的堆芯物理模型,可将堆芯功率分布计算误差的最大值由13.4%降至7.7%,显著提升了堆芯数值模拟结果的精度。因此,本文提出的基于实测数据融合的堆芯物理模型反演优化方法能够显著提高堆芯数值模拟的精度,在核反应堆数字孪生技术研发中具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 实测数据融合 模型反演优化 三维变分算法 人工神经网络算法

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碳纤维复合材料/三元乙丙橡胶粘接界面性能参数表征与优化

19

作者 方世锐 丁安心 +2 位作者 杨帆 唐自佳 赵飞 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期85-93,共9页

为获取发动机碳纤维复合材料(CFRP)/三元乙丙橡胶(EPDM)粘接界面性能参数,本文基于DCB试样和双线性内聚力模型获取了界面断裂能和试验曲线,结合利用ABAQUS搭建的DCB仿真平台,输出仿真曲线。根据仿真曲线和试验曲线的差异,建立仿真曲线... 为获取发动机碳纤维复合材料(CFRP)/三元乙丙橡胶(EPDM)粘接界面性能参数,本文基于DCB试样和双线性内聚力模型获取了界面断裂能和试验曲线,结合利用ABAQUS搭建的DCB仿真平台,输出仿真曲线。根据仿真曲线和试验曲线的差异,建立仿真曲线和测试曲线的重合度公式,作为优化的目标函数,采用响应面等优化算法求解函数最小值及其对应的变量值,获得界面性能参数的精确值。本文采用性能测试-数值仿真-优化计算相结合的方法获取了CFRP/EPDM粘接界面性能参数,并基于测试与仿真对参数进行验证,结果吻合良好,可为发动机在服役工程中出现的界面失效破坏提供判据。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 粘接界面 断裂能 数值仿真 反演优化

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有限元分段反演优化方法测试固体推进剂的泊松比 被引量：1

20

作者 张晓 郑坚 +1 位作者 彭威 顾志旭 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期519-523,共5页

提出了一种通过准确测量载荷响应,利用ABAQUS有限元软件,对推进剂相应状态下的泊松比进行分段反演的测试方法。基于反演优化原理,建立了迭代模型和误差分析模型;测试了某型固体推进剂应力松弛下的泊松比,给出了测试过程和结果,分析了测... 提出了一种通过准确测量载荷响应,利用ABAQUS有限元软件,对推进剂相应状态下的泊松比进行分段反演的测试方法。基于反演优化原理,建立了迭代模型和误差分析模型;测试了某型固体推进剂应力松弛下的泊松比,给出了测试过程和结果,分析了测量误差;利用时温等效原理,获得了泊松比变化主曲线;反演结果与光学非接触测量结果进行了对比,得到了反演误差,进一步验证了测试方法的有效性。 展开更多

关键词 固体推进剂 有限元 分段反演优化 泊松比测试 应力松弛 主曲线

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