形内自相似六边形蜂窝轴向吸能结构拓扑优化

摘要：

通过建立多约束拓扑优化模型,对三维形内自相似六边形蜂窝结构进行拓扑优化,得到了兼具轴向吸能和承载特性的胞壁开孔类蜂窝结构.在拓扑优化的基础上,对蜂窝结构孔洞进行近似设计,得到分布均匀的圆形和方形孔洞蜂窝结构.研究结果表明,未经优化的形内自相似六边形结构压缩变形量小,平台应力和吸收能量较大,易出现应力峰值;优化后的蜂窝结构,峰值应力较低,分形维数有一定程度变化,压缩变形量明显,平台应力较小.蜂窝胞壁开孔设计虽然降低了蜂窝材料的比吸能,但实现了蜂窝结构的轻量化,降低了峰值应力,刚度和强度也得到了较好的满足,在低速冲击下兼具有轴向吸能和承载性,为蜂窝结构轻量化和新构型提供了理论指导.

关键词：三维形内自相似六边形蜂窝、拓扑优化、轴向冲击、吸能、承载

所属期刊栏目：36

分类号：TH122

资助基金：水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金项目项目编号:2017KJX04

在线出版日期：2020-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：5-9