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第二章 实验设计与数据采集
第三章 GTN模型理论基础与数学表达式
第四章 基于响应曲面法的GTN模型参数优化
第五章 模型应用与验证
第六章 结论与展望
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第一章 引言：AlSi10MnMg压铸铝合金GTN模型参数标定的背景与意义
AlSi10MnMg压铸铝合金的应用现状
广泛应用领域
优异的铸造性能
传统性能预测方法的局限性
汽车、航空、电子产品等
良好的力学性能和较低的密度
经验公式和静态力学模型难以准确反映复杂工况下的动态响应
GTN模型的应用原理
GTN模型的核心思想
数学表达式
GTN模型的优势
通过引入损伤变量、屈服函数和流动法则，建立应力-应变-温度之间的关系
屈服函数、流动法则和损伤演化方程的具体形式
能够同时考虑温度、应变率和损伤效应对材料力学行为的影响
响应曲面法在材料科学中的优势
高效的实验设计能力
直观的参数优化结果
与传统方法的对比
通过构建二次多项式模型，以较少的实验次数获得最优参数组合
提供参数的置信区间，评估模型的可靠性
相比传统方法，响应曲面法能够显著减少实验次数，提高标定效率
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第二章 实验设计与数据采集
实验材料与制备工艺
化学成分
制备工艺流程
关键参数设置
Si -%, Mn -%, Mg -%, Cu -%, Fe -%, Al余量
熔炼→合金化→除气→压铸→热处理
熔炼温度720±5°C，保温时间2小时，压铸温度200±10°C， m/s
实验方案设计：响应曲面法与中心复合设计
Box-Behnken设计（BBD）的选择
参数水平设置
实验次数
选择温度（T）、应变率（λ）和初始损伤（D0）三个关键参数作为输入变量
温度T（700°C, 730°C, 750°C）、应变率λ（10^-3 s^-1, 10 s^-1, 100 s^-1）、初始损伤D0（, , ）
总共17组实验，包括5个中心点和12个旋转点
力学性能测试与数据预处理
拉伸试验
冲击试验
数据预处理步骤
在室温下进行，采用标准试样（尺寸：10mm×10mm×55mm），拉伸速度为1 mm/min
采用夏比V型缺口试样，冲击速度为3 m/s
异常值剔除、数据平滑和参数归一化
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第三章 GTN模型理论基础与数学表达式