鹿角骨单位仿生薄壁管斜向冲击耐撞性研究

摘要：

为提高薄壁管结构的耐撞性和吸能性,基于鹿角骨单位结构特征,结合结构仿生学原理设计出内径相同、外径等梯度逐层递减的仿生薄壁管.采用有限元法对75种仿生薄壁管结构进行10°、20°、30°等3种斜向冲击角度的吸能特性模拟;通过多项式回归元模型和多目标粒子群优化算法进行优化,以Pareto前沿最优原则得到各目标最优化的配置方案;采用最小距离选择法进行优化分析,得到各配置方案的最优结构设计参数.结果 表明:仅考虑单一冲击角度时,在10°、20°、30°冲击角度下的仿生薄壁管耐撞性最优的仿生层数n均为6,最大壁厚与厚度梯度值参数组合tmax-α分别为2.84 mm-0.38 mm、2.89 mm-0.29 mm、2.91 mm-0.34 mm;综合考虑多种冲击角度权重因数不同配置方案时,仿生薄壁管耐撞性最优的仿生层数n均为6,最大壁厚与厚度梯度值参数组合tmax-α分别为2.95 mm-0.28 mm、2.92 mm-0.30 mm、2.85 mm-0.33 mm.

关键词：薄壁管、结构仿生、斜向冲击、耐撞性、多目标优化

所属期刊栏目：40

分类号：O389;U463.99(爆炸力学)

资助基金：国家自然科学基金;河北农业大学青年科学基金;中国博士后科学基金;现代农业产业技术体系建设专项

在线出版日期：2020-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：124-135