仿甲蟲鞘翅耐撞性吸能結構的設計及應用研究.pdf

1、甲蟲鞘翅具有輕質、高強和耐損傷的結構特點。本文從結構的輕質、吸能耐撞性角度出發(fā)，首先利用顯式有限元方法分析了某些局部結構特征對結構吸能耐撞特性的影響，在此基礎上設計了三種仿生輕質緩沖吸能結構：雙層圓柱薄壁管結構，雙層圓錐薄壁管結構以及正六邊形錐管和圓錐管相結合的雙層復合薄壁管結構。
　　利用顯示有限元技術，采用D最優(yōu)化試驗設計方法，擬合三種仿生薄壁管吸能緩沖結構的總吸能、比吸能及峰值載荷的響應面函數(shù)，并得到響應面函數(shù)關于設計變量的

2、響應面。以提高結構的抗撞吸能性為目的,以總吸能、比吸能和峰值載荷為評價指標，對三種薄壁管結構幾何尺寸進行了多目標優(yōu)化設計，得到了三種結構的最優(yōu)化幾何尺寸。通過對三種結構最優(yōu)化結果的分析對比，最終得出正六邊錐形管與圓錐管相結合的雙層復合薄壁管結構具有最好的吸能特性，是作為汽車保險杠的理想吸能裝置。
　　進一步將優(yōu)化后的雙層復合薄壁管結構作為吸能緩沖結構取代當前的傳統(tǒng)支架，應用于某轎車保險杠系統(tǒng)中。以碰撞過程中保險杠系統(tǒng)的總吸能、比吸