蜂窩夾層板的抗撞性優(yōu)化設計.pdf

1、蜂窩夾層板已經(jīng)廣泛應用于航空航天領域，如今在船舶、軌道交通和汽車領域的應用也越來越多，其沖擊問題直接關系到結構的完整性和安全性。除構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，所以研究蜂窩夾層板的抗撞性與這些參數(shù)之間的關系是非常必要的。本文將在前人工作的基礎上，基于顯式有限元技術和響應面方法對幾種常用的夾層板結構進行抗撞性優(yōu)化設計。
　　 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)值求解技術的基本理論及結構抗撞性優(yōu)化設計中所要用到的試驗設計方法和響應面近似理論；隨后采用顯式有限元計算程序LS-DYNA和響應面方法對常用的經(jīng)典蜂窩夾層板和波紋形夾層板進行了抗撞性優(yōu)化設計。
　　 在對經(jīng)典蜂窩夾層板進行研究時，首先對比了正六邊形蜂窩夾層板與純蜂窩結構的抗撞性；其次采用析因設計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構參數(shù)，并以比吸能為目標指標、最大

3、撞擊載荷為約束指標，采用響應面方法對正六邊形蜂窩夾層板進行了抗撞性優(yōu)化設計；繼而對正四邊形蜂窩夾層板進行了有約束單目標和多目標抗撞性優(yōu)化設計，并對具有最優(yōu)構形的兩種經(jīng)典蜂窩夾層板的抗撞性進行了對比研究。在對波紋形夾層板進行抗撞性優(yōu)化設計時，首先以吸能量為目標函數(shù)對梯形和三角形元胞的形狀進行了優(yōu)化設計；然后采用響應面方法對具有最優(yōu)元胞形狀的梯形夾層板的尺寸參數(shù)進行了抗撞性優(yōu)化設計；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