多角度冲击工况下铝/CFRP复合管诱导槽多目标优化设计

摘要：

角度冲击在车辆事故中较为常见,具有合理诱导结构的吸能装置对综合耐撞性能的发挥至关重要.本文研究了基于铝/CFRP复合管诱导结构的设计问题.为此,首先建立铝/CFRP复合管的高精度有限元模型,并进行试验验证.然后,基于多角度压缩工况,分别研究了诱导槽的位置参数、数量参数、形状参数以及尺寸参数对铝/CFRP复合管耐撞性能的影响规律.结果表明:诱导槽的位置参数对于综合耐撞性能影响最大,在复合管靠近顶端的位置处开设一个矩形诱导槽,可以大幅降低峰值力水平,同时兼顾吸能稳定性.最后,基于第二代非劣解排序遗传算法(NSGA-II)开展了复合管诱导槽的多目标优化设计.优化结果表明:在保证各工况权重方案的综合吸能性不降低的前提下,复合管的峰值力降低了35.5%,很好地解决了高吸能性与低峰值力难以兼顾的问题.该研究结果对于车辆碰撞吸能部件的设计应用具有重要的指导意义.

关键词：诱导槽、铝合金/CFRP复合管、多角度冲击、综合耐撞性

所属期刊栏目：45

分类号：U461.91;TU311.3;TP391.9

资助基金：国家自然科学基金51975244

在线出版日期：2023-08-16（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：1286-1297