帽型薄壁梁結構軸向壓潰理論研究與結構優(yōu)化.pdf

1、汽車前縱梁等薄壁吸能結構的耐撞性能很大程度上影響著車身正面碰撞的被動安全性能。由于實際工程中帽型梁結構的復雜性，組成帽型梁的各部件間的材料、壁厚、周長通常并不相同，且為了滿足安全、剛度、強度等方面性能需求，結構中會存在多個帽型結構的組合，而傳統(tǒng)的帽型梁平均碰撞力的理論公式無法對這類結構進行預測。針對傳統(tǒng)方法所存在的不足，本文基于超折疊單元理論，提出了通用的帽型梁結構軸向壓潰理論，可準確預測異材、異厚通用帽型薄壁梁結構的平均壓潰力。

2、>　　薄壁梁結構的變形模式直接決定了其吸能效果的優(yōu)劣，通常將變形模式劃分為軸向壓潰和彎曲變形兩種。為得到更高的吸能效率，要盡可能確保結構發(fā)生穩(wěn)定的軸向壓潰變形。本文選取結構最不對稱的單帽薄壁梁結構，針對結構和焊點兩方面因素共計四個參數(shù)進行了研究，分析不同截面形式下結構的變形特點，研究不同變形產生的機理，并總結出結構發(fā)生穩(wěn)定軸向壓潰變形時各參數(shù)的合理設計范圍。
　　在軸向壓潰預測理論中，梁結構的截面周長被作為一個整體變量進行研究。但

3、對試驗及仿真結果研究發(fā)現(xiàn)，相同周長不同截面的梁結構，其變形形式及吸能特性并不相同。針對該問題，為了得到同截面周長下最優(yōu)的截面形式，采用代理模型及多目標優(yōu)化的方法對截面幾何參數(shù)進行優(yōu)化。本文選取某車型的前縱梁結構進行研究，以截面的寬度高度比值、翻邊長度兩個參數(shù)作為設計變量，以前縱梁的最大平均碰撞力和最小截面峰值力為響應，基于最優(yōu)拉丁超立方方法得到試驗設計方案，根據(jù)有限元結果并采用響應面方法構造代理模型。在代理模型的基礎上，運用多目標遺傳算