新颖变截面多胞薄壁结构的耐撞性研究.pdf

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1、第30卷第7期2017年7月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30NO．7July2017文章编号：i001—7372(2017)07—015108新颖变截面多胞薄壁结构的耐撞性研究张勇，徐翔，李奇，鲁明皓，廖水容(华侨大学机电及自动化学院，福建厦门361021)摘要：为进一步提高多胞薄壁结构在轴向载荷条件下的耐撞性能，提出了一种新颖的变截面多胞薄壁结构，该结构通过将传统均匀多胞结构内胞壁旋转一定的角度而形成，使得同一截面上的各胞元呈现非均匀特性。结合试验与数值有限元分析方法，以最大峰值力和比吸能

2、为耐撞性评价指标，开展不同截面旋转轴位置、旋转角度和薄壁厚度等参数下的变截面多胞与均匀多胞结构的耐撞性对比研究。此外，为进一步探索变截面多胞结构的最优耐撞性，结合Kriging近似模型技术与多目标粒子群方法对变截面多胞结构进行了耐撞性寻优，获得了该结构的Pareto前沿与在不同设计要求下的最优参数匹配。研究结果表明：旋转轴位置、旋转角度和薄壁厚度对变截面多胞薄壁结构的比吸能有显著影响，但旋转轴位置和旋转角度对最大峰值力的影响较小，变截面多胞薄壁结构的比吸能较传统均匀多胞结构提高了约8％；当碰撞最大峰值力限定在180kN范围

3、内时，该结构的最优设计参数壁厚t与旋转角度0分别为1．52mm和1．85。。关键词：汽车工程；多胞薄壁结构；试验研究；耐撞性；能量吸收；Kriging近似技术中图分类号：U461．91文献标志码：ACrashworthinessResearchonNovelMulti-cellThin—walledStructureofVaryingCross。sectionsZHANGYong，XUXiang，LIQi，LUMing—hao，LIAOShui—rong(SchoolofMechanicalEngineeringandAu

4、tomation，HuaqiaoUniversity，Xiamen361021，Fujian，China)Abstract：Tofurtherimprovethecrashworthinessofmulti—cellstructuresunderaxialloading，anovelmulti—cellthin—walledstructurewithvaryingcross—sectionalshapes，formedbyrotatinginternalribsofthetraditionalmulti—cellstruc

5、ture，wasproposed．Hence，cellsinthesamecross—sectionappearedinhomogeneouscharacteristics．Combinedwithexperimentalandnumericalfiniteelementmethods。thecrashworthinessofmulti—cellstructureandvaryingcross—sectionalmulti—cellstructurewithdifferentpositionsofrotationaxes，

6、rotationanglesandwallthicknesswascomparedbyregardingpeakcrushingforceandspecialenergyabsorptionasindicators．Furthermore，toexplorethepotentialofthecrashworthinessofthemulti—cellstructureinvaryingcross—section，themulti—objectiveoptimizationwasperformedbydintofKrigin

7、gapproximationtechniquesandmulti—objectiveparticleswarmoptimization(MPSO)method．TheParetofrontierandtheoptimizedparametermatchingunderdifferentdesignrequirementswereobtained．Theresultsshowthatthepositionofrotationaxes，rotationanglesandwallthicknesshavesignificanti

8、nfluencesonthespecificenergyabsorptionofmulti—cellstructureinvaryingcross—section，but收稿日期：基金项目：作者简介：2016一04—15国家自然科学基金项目(51675190)；福建省自然科学基金项目(2015J0120