面向变厚度柔性轧制工艺的帽型梁横向冲击吸能优化设计

摘要：

作为汽车主要吸能构件的帽型梁的吸能提升设计是备受关注的问题.研究表明,通过优化薄壁结构的厚度可有效提升吸能性能,但复杂的厚度分布造成制造困难.针对可实现厚度调控的工艺,发展易制造的结构设计方法极为必要.本文基于变厚度柔性轧制工艺(variable gauge rolling,VGR)可实现厚度调控的特点,发展建立帽型梁横向冲击吸能优化设计方法.基于变厚度柔性轧制工艺生产的柔性轧制板(tailor rolled blanks,TRB)的特点,将受横向冲击的帽型薄壁梁设计成沿轴线分段变厚度、分段间设梯度过渡段的结构形式,通过调整各段厚度、分段位置和过渡层梯度变化规律,实现性能的优化.以应变能密度分布均匀为优化准则、基于混合元胞自动机(hybird cellular automata,HCA)方法构建优化模型和求解方法,并在迭代过程中施加满足轧制约束的过滤函数,使结构满足轧制工艺要求.其中,轧制约束的过滤函数由粒子群算法自动寻找.基于本文方法,具体设计了柔性轧制帽型梁横向冲击吸能最优的分段位置、各段厚度及过渡段厚度的梯度过渡方式,设计结果验证了方法的有效性.

关键词：薄壁结构、帽型梁、吸能结构、变厚度柔性轧制工艺、元胞自动机

所属期刊栏目：51

分类号：U467.14;U463.83(汽车工程)

资助基金：国家自然科学基金重点项目11332004;高校基本科研业务费项目DUT18ZD103;111引智计划项目B14013

在线出版日期：2019-04-26（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：462-472