蜂窩夾層板的抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、蜂窩夾層板已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，如今在船舶、軌道交通和汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多，其沖擊問題直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的完整性和安全性。除構(gòu)件本身的材料特性外，蜂窩夾層板的抗撞性還與夾芯的形狀、邊長、壁厚、夾角和高度等因素密切相關(guān)，所以研究蜂窩夾層板的抗撞性與這些參數(shù)之間的關(guān)系是非常必要的。本文將在前人工作的基礎(chǔ)上，基于顯式有限元技術(shù)和響應(yīng)面方法對幾種常用的夾層板結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 本文首先綜述了蜂窩夾層板的沖擊問題和抗撞性

2、優(yōu)化問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；然后簡要介紹了顯式有限元數(shù)值求解技術(shù)的基本理論及結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)中所要用到的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和響應(yīng)面近似理論；隨后采用顯式有限元計(jì)算程序LS-DYNA和響應(yīng)面方法對常用的經(jīng)典蜂窩夾層板和波紋形夾層板進(jìn)行了抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 在對經(jīng)典蜂窩夾層板進(jìn)行研究時，首先對比了正六邊形蜂窩夾層板與純蜂窩結(jié)構(gòu)的抗撞性；其次采用析因設(shè)計(jì)方法篩選出對正六邊形蜂窩夾層板的抗撞性影響較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并以比吸能為目標(biāo)指標(biāo)、最大

3、撞擊載荷為約束指標(biāo)，采用響應(yīng)面方法對正六邊形蜂窩夾層板進(jìn)行了抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)；繼而對正四邊形蜂窩夾層板進(jìn)行了有約束單目標(biāo)和多目標(biāo)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對具有最優(yōu)構(gòu)形的兩種經(jīng)典蜂窩夾層板的抗撞性進(jìn)行了對比研究。在對波紋形夾層板進(jìn)行抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)時，首先以吸能量為目標(biāo)函數(shù)對梯形和三角形元胞的形狀進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；然后采用響應(yīng)面方法對具有最優(yōu)元胞形狀的梯形夾層板的尺寸參數(shù)進(jìn)行了抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)；最后對具有相同的面板厚度和夾芯層密度的兩種波紋夾層板在低速