面向变厚度柔性轧制工艺的帽型梁横向冲击吸能优化设计

论文摘要

作为汽车主要吸能构件的帽型梁的吸能提升设计是备受关注的问题.研究表明,通过优化薄壁结构的厚度可有效提升吸能性能,但复杂的厚度分布造成制造困难.针对可实现厚度调控的工艺,发展易制造的结构设计方法极为必要.本文基于变厚度柔性轧制工艺(variable gauge rolling, VGR)可实现厚度调控的特点,发展建立帽型梁横向冲击吸能优化设计方法.基于变厚度柔性轧制工艺生产的柔性轧制板(tailor rolled blanks,TRB)的特点,将受横向冲击的帽型薄壁梁设计成沿轴线分段变厚度、分段间设梯度过渡段的结构形式,通过调整各段厚度、分段位置和过渡层梯度变化规律,实现性能的优化.以应变能密度分布均匀为优化准则、基于混合元胞自动机(hybird cellular automata, HCA)方法构建优化模型和求解方法,并在迭代过程中施加满足轧制约束的过滤函数,使结构满足轧制工艺要求.其中,轧制约束的过滤函数由粒子群算法自动寻找.基于本文方法,具体设计了柔性轧制帽型梁横向冲击吸能最优的分段位置、各段厚度及过渡段厚度的梯度过渡方式,设计结果验证了方法的有效性.

论文目录

• 引言
• 1 基于柔性轧制工艺的帽型梁结构设计
• 2 受横向冲击帽型梁的优化模型
• 3 基于HCA的受冲击轧制结构的优化流程
• 4 受横向冲击的帽型梁结构的厚度优化
•   4.1 带直线型过渡区的柔性轧制板结构设计
•   4.2 带多项式型过渡区的柔性轧制板结构设计
•   4.3 优化结果分析与对比
•   4.4 结构变形模式与结构吸能关系的讨论
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 童泽奇,刘杨,刘书田

关键词: 薄壁结构,帽型梁,吸能结构,变厚度柔性轧制工艺,元胞自动机

来源: 力学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 汽车工业

单位: 大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室,大连海事大学交通运输工程学院

基金: 国家自然科学基金重点项目(11332004),高校基本科研业务费项目(DUT18ZD103),111引智计划项目(B14013)资助

分类号: U466

页码: 462-472

总页数: 11

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