Al/CFRP混合薄壁结构耐撞性能可靠性优化设计

作     者：张正峰 宋小雨 袁晓磊 陈文娟 张伟东 ZHANG Zheng-feng;SONG Xiao-yu;YUAN Xiao-lei;CHEN Wen-juan;ZHANG Wei-dong

作者机构：长安大学汽车学院陕西西安710064 陕西汽车控股集团有限公司陕西西安710042 中铝材料应用研究院有限公司北京102209 上海捷能汽车技术有限公司上海201804 

基　　金：陕西省科技重大专项(2020zdzx06-01-01) 陕西省自然科学基金资助项目(2020JQ-368) 长安大学中央高校基础研究基金资助项目(300102221201) 

出 版 物：《工程设计学报》 (Chinese Journal of Engineering Design)

年 卷 期：2022年第29卷第6期

页      码：720-730页

摘      要：轻量化是实现汽车产业向安全、节能、环保发展的一个重要途径。Al/CFRP (carbon fiber reinforced plastic,碳纤维增强复合材料)混合材料能够在提升轻量化效果的同时兼顾材料成本和结构耐撞性能。为探索方形截面Al/CFRP混合薄壁结构的最佳组合方式,首先,制备了Al方管、CFRP方管和Al/CFRP混合方管,并开展准静态压溃实验。然后,建立能够精确模拟Al/CFRP混合方管压溃响应的有限元模型。最后,将试验设计方法、代理模型技术、多目标优化算法和蒙特卡罗模拟技术相结合,对Al/CFRP混合方管分别进行多目标确定性与可靠性优化设计,并对效果较好的可靠性优化解进行仿真验证。准静态压溃实验结果表明,Al/CFRP混合方管具有优异的耐撞性能;优化结果表明,可靠性优化解的约束可靠度相比于确定性优化解提高了10.96%,大大降低了失效概率,具有更强的实用性。研究结果有望对Al/CFRP混合薄壁吸能构件的优化设计提供参考。

主 题 词：Al/CFRP(碳纤维增强复合材料)混合材料 有限元分析 可靠性 优化设计 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.3785/j.issn.1006-754X.2022.00.090

馆 藏 号：203116228...