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

1、吸能盒作為汽車保險杠系統(tǒng)的一部分，當汽車發(fā)生低速碰撞時可以有效地吸收碰撞能量減小事故對于車身其他部件的損壞，因此吸能盒的性能對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表現(xiàn)、降低吸能盒質(zhì)量，本文采用了一種新型負泊松比多胞結(jié)構(gòu)設(shè)計吸能盒。
　　本文首先通過對負泊松比多胞結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變曲線及其變形特點的研究，對負泊松比吸能盒特性進行了討論。隨后采用最優(yōu)拉丁超立方的方法在吸能盒的

2、設(shè)計空間內(nèi)選取樣本點，并進行定速沖擊模型。依據(jù)樣本點的仿真結(jié)果分析吸能盒設(shè)計變量對吸能盒質(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遺傳算法對其進行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果滿足RCAR(Research Council for Automobile Repairs)標準。
　　為了進一步降低負泊松比吸能盒質(zhì)量，本文將功能梯度概念引入吸能盒的設(shè)計當中。文中根據(jù)不同相對密度情況下負泊松比多胞結(jié)構(gòu)的力學表現(xiàn)，建立了梯度負泊松比

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