基于三維負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)的吸能盒設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、吸能盒作為汽車保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的一部分，當(dāng)汽車發(fā)生低速碰撞時(shí)可以有效地吸收碰撞能量減小事故對(duì)于車身其他部件的損壞，因此吸能盒的性能對(duì)于提高汽車低速碰撞安全性、降低車輛維修成本有著至關(guān)重要的作用。為了提高吸能盒在汽車低速碰撞情況下的力學(xué)表現(xiàn)、降低吸能盒質(zhì)量，本文采用了一種新型負(fù)泊松比多胞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)吸能盒。
　　本文首先通過對(duì)負(fù)泊松比多胞結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變曲線及其變形特點(diǎn)的研究，對(duì)負(fù)泊松比吸能盒特性進(jìn)行了討論。隨后采用最優(yōu)拉丁超立方的方法在吸能盒的

2、設(shè)計(jì)空間內(nèi)選取樣本點(diǎn)，并進(jìn)行定速?zèng)_擊模型。依據(jù)樣本點(diǎn)的仿真結(jié)果分析吸能盒設(shè)計(jì)變量對(duì)吸能盒質(zhì)量、內(nèi)能以及碰撞反力的影響。最后，聯(lián)合三階響應(yīng)面函數(shù)與NCGA遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果滿足RCAR(Research Council for Automobile Repairs)標(biāo)準(zhǔn)。
　　為了進(jìn)一步降低負(fù)泊松比吸能盒質(zhì)量，本文將功能梯度概念引入吸能盒的設(shè)計(jì)當(dāng)中。文中根據(jù)不同相對(duì)密度情況下負(fù)泊松比多胞結(jié)構(gòu)的力學(xué)表現(xiàn)，建立了梯度負(fù)泊松比

3、吸能盒。并且，聯(lián)合三階響應(yīng)面函數(shù)與NSGA-II遺傳算法對(duì)梯度負(fù)泊松比吸能盒進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果滿足RCAR標(biāo)準(zhǔn)，且與負(fù)泊松比吸能盒相比質(zhì)量有所降低。
　　為了驗(yàn)證梯度負(fù)泊松比吸能盒的實(shí)際應(yīng)用效果，本文最后將梯度負(fù)泊松比吸能盒安裝到保險(xiǎn)杠系統(tǒng)之中并經(jīng)過 RCAR標(biāo)準(zhǔn)中40%偏置碰撞法規(guī)對(duì)其進(jìn)行模擬。由于保險(xiǎn)杠幾何形狀的關(guān)系，本文設(shè)計(jì)了連接裝置用以連接吸能盒與保險(xiǎn)杠。模擬結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文結(jié)果證明了：聯(lián)合響應(yīng)面函數(shù)與優(yōu)化方