校准非牛顿模型参数

通过材料校准模型，可以使用拟合工具来检查实验表格流变数据，并使用该数据衍生粘性流模型所需的属性。

它使用曲线拟合算法将数值模型参数拟合到广义牛顿模型、粘弹性流模型或化学流变学模型的实验数据。衍生自实验数据的模型参数包括：

衍生自粘度与剪切速率的广义非牛顿模型（幂次定律、交叉流体和 Carreau-Yasuda）的模型参数。
衍生自粘度与剪切速率、储存与损耗模数、应力与应变表格数据的粘弹性模型（Oldroyd-B、Giesekus-Leonov、Phan-Thien-Tanner、扩展 Pom-Pom）的模型参数。对于粘弹性模型参数，必须先拟合线性参数，然后拟合非线性参数。
从固化度与时间表格数据派生的化学流变学模型的模型参数。

材料校准需要两列或三列 .csv 表形式的输入数据。请参见输入类型。

要校准模型参数：

导入 .csv 格式的实验流变数据表：
1. 右键单击工具 > 表。
2. 选择新表 > 文件表。
3. 在打开对话框中，导航至 .csv 表文件并选择该表文件，然后单击打开。
4. 对于正在导入的每个表，重复步骤 b 和 c。
指定要拟合的实验流变数据的类型：
1. 右键单击 Material Calibration(材料校准) > 输入，然后选择添加输入表。这将在输入节点下添加输入表节点。
2. 选择输入表节点，设置 Data Table(数据表) 和输入类型属性。
3. 选择输入表 > Temperature Specification(温度指定) 节点，设置进行测量时的温度。
4. 对于任何具有 Rate Specification(率指定) 子节点的输入表节点，选择每个 Rate Specification(率指定) 节点，设置进行测量时的拉伸率。
5. 选择输入表节点，然后激活激活以使表可用于模型。
右键单击 Material Calibration(材料校准) 节点，选择 Fitting Tool...(拟合工具...) 以打开 Material Parameter Fitting(材料参数拟合) 对话框。

计算曲线拟合算法的初始值：

根据数值流变模型的类型，执行以下某项操作：

模型类型

步骤

广义牛顿流体

单击 Log Graph(日志图) 选项卡，然后分析实验粘度-剪切速率曲线。计算模型参数的良好近似初始值。

粘弹性流体

要自动或手动初始化线性模型参数，执行以下操作之一：

自动初始化：

单击初始化参数。此操作根据频率-G’G’’ 输入表提供的实验数据为聚合物松弛时间 Lambda 和聚合物粘度提供适当的初始值、最小值和最大值。

手动初始化：

拟合线性模型参数、聚合物粘度 $μ_{0}$ 和松弛时间 $λ$ ，方法是使用实验 G',G''（储存和损耗模数）与频率曲线的对数绘图。在绘图中，您可以找到两条曲线的交点。
从 x 和 y 轴上读出频率的值。通过应用下列经验法则，可以获得曲线拟合算法的合适初始值：
- 初始松弛时间： $λ_{i n i t} \approx 1 / ω$
- 初始聚合物粘度： $μ_{0, i n i t} \approx 2 G^{"} \cdot λ$
- 对于松弛时间 $λ$ 和粘度 $μ_{0}$ 的最小和最大值，使用合理的范围（通常从十分之一的最小值到十倍的最大值）。
- 可以使用以下关系来计算精确的聚合物松弛时间和粘度的最小和最大值：
  - $λ_{\min} \approx 1 / ω_{\max}$ 其中 $ω_{\max}$ 为频率与 GpGpp 曲线上的最高频率。
  - $λ_{\max} \approx 1 / ω_{\min}$ 其中 $ω_{\min}$ 为频率与 GpGpp 曲线上的最低频率。
  - $μ_{\min} \approx \min [({G'}_{\max} + {G "}_{\max}) / ω_{G \max}, ({G'}_{\min} + {G "}_{\min}) / ω_{G \min}]$ 其中， $ω_{G \max}$ 和 $ω_{G \min}$ 分别为 $G'$ 和 $G "$ 值的频率。
  - $μ_{\max} \approx \max [({G'}_{\max} + {G "}_{\max}) / ω_{G \max}, ({G'}_{\min} + {G "}_{\min}) / ω_{G \min}]$ 。

化学流变学

等值热模拟：

在模拟树中，选择[物理连续体] > 模型 > 液体 > 材料属性 > K1/K2 温度转换因子节点并将方法设为常数。
在材料参数拟合对话框中，将 $k_{1}$ 和 $k_{2}$ 的初始值设为适当范围内的常数。对于大多数材料，适当范围在 0-1 之间。将 Eqn. (1090) 中 $m$ 和 $n$ 的初始值设为适当范围内的常数。对于大多数材料，适当范围在 0-10 之间。

非等值热模拟：

在模拟树中，选择[物理连续体] > 模型 > 液体 > 材料属性 > K1/K2 温度转换因子节点并将方法设为阿雷尼乌斯。
在材料参数拟合对话框中，将 Eqn. (1090) 中 $k_{1}$ 和 $k_{2}$ 的初始值设为适当范围内的常数。（与等值热情况不同，非等值热问题的 $K_{i}$ 值并不小，它们遵循阿雷尼乌斯 (Arrhenius) 定律。请参见 Eqn. (1094)。）将 $m$ 、 $n$ 和 $E_{i}$ 的初始值设为适当范围内的常数。

注	材料校准是基于多输入参数的优化过程，因此必须根据之前的材料科学知识，谨慎选择不同参数的初始猜测值。

执行曲线拟合：
1. 为每个参数选择激活。
2. 单击执行适配。系统将调用曲线拟合并返回更新的模型参数值。
3. 单击保存参数。拟合的模型参数将写入 [物理连续体] > 模型 > 液体 > [材料] > 材料属性中。
对于粘弹性模型，通过使用除 G',G'' 曲线之外的任一实验流变数据曲线来拟合非线性模型参数。已拟合的线性参数保持不变。
1. 选择 Material Calibration(材料校准) > 输入 > [GpGpp 表] 节点，然后停用激活。
2. 右键单击 Material Calibration(材料校准) > 输入节点，然后添加新的输入表。
3. 为非线性参数定义流变数据类型。
4. 为非线性参数计算初始值、最小和最大值。
5. 单击执行适配。
单击保存参数。

有关执行材料校准的详细信息，请参见教程材料校准：曲线拟合非牛顿模型参数。