Al/CFRP混合薄壁结构耐撞性能可靠性优化设计

摘要：

轻量化是实现汽车产业向安全、节能、环保发展的一个重要途径.Al/CFRP(carbon fiber reinforced plastic,碳纤维增强复合材料)混合材料能够在提升轻量化效果的同时兼顾材料成本和结构耐撞性能.为探索方形截面Al/CFRP混合薄壁结构的最佳组合方式,首先,制备了Al方管、CFRP方管和Al/CFRP混合方管,并开展准静态压溃实验.然后,建立能够精确模拟Al/CFRP混合方管压溃响应的有限元模型.最后,将试验设计方法、代理模型技术、多目标优化算法和蒙特卡罗模拟技术相结合,对Al/CFRP混合方管分别进行多目标确定性与可靠性优化设计,并对效果较好的可靠性优化解进行仿真验证.准静态压溃实验结果表明,Al/CFRP混合方管具有优异的耐撞性能;优化结果表明,可靠性优化解的约束可靠度相比于确定性优化解提高了10.96％,大大降低了失效概率,具有更强的实用性.研究结果有望对Al/CFRP混合薄壁吸能构件的优化设计提供参考.

关键词：Al/CFRP(碳纤维增强复合材料)混合材料、有限元分析、可靠性、优化设计

所属期刊栏目：29

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：陕西省科技重大专项;陕西省自然科学基金资助项目;长安大学中央高校基础研究基金资助项目

在线出版日期：2023-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：720-730