1.一种基于微态理论的非均质材料参数反演方法,其特征在于,所述基于微态理论的非均质材料参数反演方法,包括:采用待检测非均质材料制作若干组含和不含孔洞的试样进行力学实验,在实验中采用数字图像相关法提取试样的实验数据;
为待检测非均质材料的参数赋值,采用有限元仿真系统建立数值计算模型,进行模拟仿真计算,得到有限元仿真的仿真数据;
将实验数据以及仿真数据带入最小二乘目标函数,判断是否满足收敛条件,如果满足收敛条件,则输出有限元仿真时赋值的参数,作为最终得到的非均质材料参数,否则对参数进行优化,采用优化后的参数进行有限元仿真后再次计算最小二乘目标函数,判断是否满足收敛条件。
2.根据权利要求1所述的基于微态理论的非均质材料参数反演方法,其特征在于,所述判断是否满足收敛条件,包括满足正问题公式和梯度公式;
其中,正问题公式如下:
梯度公式如下:
其中, 为仿真数据中的位移数据,k为参数矩阵, 为仿真数据的变化量, 为索伯列夫空间, 表示边界,为仿真数据中的拉力数据,dA表示面积积分,dV表示体积积分, 表示三维边界, 表示线性微形态弹性的广义刚度算子;J表示最小二乘目标函数, 表示对*参数矩阵k进行求导,表示观测算符,C为实验数据,km表示参数矩阵k中第m个参数,M表示*参数矩阵k的参数总个数, 表示 与参数矩阵k的关联函数, 表示实验数据C与参数矩阵k的关联函数。
3.根据权利要求1所述的基于微态理论的非均质材料参数反演方法,其特征在于,所述对参数进行优化,包括:定义Hessian矩阵的近似矩阵 满足:
其中,下标索引i表示迭代步,并有拟牛顿法迭代条件:
sk:=ki+1‑ki
其中,用高斯牛顿矩阵进行初始化,即
之后进行参数更新:
其中,sk、qk为迭代条件,αi表示行搜索步长, 表示高斯牛顿矩阵, 表示该函数对参数矩阵k进行求导, 表示观测算符, 为仿真数据中的位移数据,J表示最小二乘目标函数,km表示参数矩阵k中第m个参数,M表示参数矩阵k的参数总个数, 表示 与参数矩阵k的关联函数。
4.根据权利要求1所述的基于微态理论的非均质材料参数反演方法,其特征在于,所述进行模拟仿真计算,得到有限元仿真的仿真数据之后,还包括:将实验数据和仿真数据进行对比分析,判断数据的一致性,若一致性不满足设定的条件,再次进行实验和参数赋值,直到数据一致性满足设定的条件。