横截面参数化网格变形算法及耐撞性优化应用

摘要：

薄壁梁结构是汽车等运载工具的主要承载构件,提高该类结构的耐撞性对乘员安全具有重要意义.然而,形状优化设计要求多组有限元模型与仿真分析,因此需要特定的建模技术或人工交互.本文提出了一种基于横截面形状的参数化网格变形方法,以实现已有有限元模型的有效重用.以给定有限元模型为输入,采用基于各向异性径向基函数网格变形方法,并结合骨架内嵌空间,可快速生成适用于仿真分析的有限元模型变体.以S形梁轴向冲击耐撞性设计为例,采用所提方法改变构件塑性铰区域的横截面形状,可快速(低于4 s)获取100组局部变形有限元模型,并采用代理模型技术和多目标遗传算法优化结构耐撞性.数值结果显示,构件耐撞性获显著提高,验证了所提参数化变形方法的有效性,展示了与一般形状优化框架的可集成性.

关键词：参数化建模、薄壁结构、形状优化、耐撞性设计、网格变形、梁截面

所属期刊栏目：36

分类号：O224(运筹学)

资助基金：国家自然科学基金11472073,11732004,61772104:中央高校基础研究基金DUT17JC27

在线出版日期：2019-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：324-331