仿生层级薄壁方管耐撞性数值分析及优化

作     者：徐飞 秦睿贤 陈秉智 XU Fei;QIN RuiXian;CHEN BingZhi

作者机构：大连交通大学机车车辆工程学院大连116028 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(N2020J207) 辽宁省高等学校创新团队支持计划(LT2016010)资助 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2024年第46卷第3期

页      码：618-625页

摘      要：为提高传统薄壁方管的吸能效率,受甲虫翅鞘微观小梁结构启发,提出了一种仿生层级薄壁方管(Bionic Hierarchical thin-walled Square Tube,BHST)。基于超折叠单元理论,建立了BHST平均压溃力理论模型。通过非线性有限元法分析BHST与传统多胞薄壁方管轴向吸能特性,研究了结构参数对BHST4-2结构耐撞性的影响。结果表明,理论预测与数值模拟结果吻合,相对误差均在7%以内。BHST具有优异的耐撞性。与二阶方管边长相比,壁厚对BHST4-2结构的耐撞性影响更显著。采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)模型和遗传算法对BHST4-2结构进行了多目标优化,得到了结构最优参数。研究结果为设计具有优异吸能特性的薄壁方管提供了新思路。

主 题 词：仿生层级薄壁方管 超折叠单元理论 参数分析 耐撞性 多目标优化 

学科分类：082304[082304] 08[工学] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.16579/j.issn.1001.9669.2024.03.013

馆 藏 号：203128243...