机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (14): 231-240.doi: 10.3901/JME.260543
王佳妮, 樊晓光, 詹梅, 俞扬镇, 曾祥屹, 王志军
WANG Jiani, FAN Xiaoguang, ZHAN Mei, YU Yangzhen, ZENG Xiangyi, WANG Zhijun
摘要: 基于表层测量数据重构残余应力,可在不破坏构件的同时获得全场残余应力分布。本征应变法能自然满足力学约束,是残余应力重构的主流方法之一。但随着构件结构复杂度的增加和测量数据量的减少,反演矩阵病态性加剧,影响重构可靠性。为此,提出一种改进的本征应变重构方法:采用基于有限元网格节点自适应生成径向基函数(Radial basis function,RBF)中心点,提升本征应变参数化的几何适应性;设计基于广义交叉验证法(Generalized cross-validation,GCV)粗筛-L曲线精调的正则化参数选取策略,抑制矩阵病态性。该方法可有效重构出四点弯曲件、球头压入件和淬火曲面件等二维和三维结构的残余应力场,重构值与ABAQUS模拟值的决定系数R2分别为0.943 5、0.903 7和0.939 6,分布趋势一致且重构的残余应力场平滑性更佳。进一步分析了基函数、形状偏差和输入数据对重构精度的影响,发现采用幂指数RBF并结合有限元网格节点的RBF中心点选取策略精度最优;形状偏差导致矩阵病态性加剧,但最终重构结果相差不大;当输入数据减少或引入噪声时,其重构结果与模拟值分布趋势仍基本一致,重构精度略有下降。表明提出的方法具有强鲁棒性。
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