金字塔型点阵材料夹芯板抗爆性能仿真与优化

论文摘要

金属点阵材料夹芯板因其轻质、高比强度、高比刚度以及多功能和良好的可设计性等优势在工程防护领域应用潜力巨大。基于动力显式有限元法,仿真研究了金字塔型金属点阵材料夹芯板在爆炸载荷下的动态响应,并进行了针对其抗爆性能的多目标优化;建立了包含实体单元芯体的夹芯板详细有限元模型,并提出了采用梁单元芯体的简化模型;通过与文献实验结果对比验证了模型的有效性和准确性;在此基础上,以面比吸能和背板最大变形量为评价指标,采用单一变量法分析了芯体关键几何参数对夹芯板抗爆性能的影响;以关键几何参数为变量,利用响应面模型和遗传算法对夹芯板进行了抗爆性能多目标优化;并考虑爆炸当量不确定性,完成了夹芯板抗爆性能可靠性优化。结果表明,梁单元芯体简化模型可大幅度提高仿真计算效率,为夹芯板抗爆性能优化提供便利;芯体关键几何参数对金字塔型点阵夹芯板抗爆性能影响很大;多目标优化和可靠性优化能够提高金字塔型点阵夹芯板的综合抗爆性能和可靠性。

论文目录

• 1 数值模拟
•   1.1 物理模型
•   1.2 有限元模型
•   1.3 仿真模型简化
•   1.4 抗爆性能评价指标
• 2 仿真结果分析
•   2.1 有限元模型验证
•   2.2 芯体相对密度
•   2.3 胞元结构参数对抗爆性能的影响分析
• 3 夹芯板抗爆性能多目标与可靠性优化
•   3.1 优化问题定义
•   3.2 多目标优化结果
•   3.3 可靠性优化结果
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 亓昌,郝鹏程,舒剑,杨姝

关键词: 夹芯板,点阵材料,抗爆性能,响应面模型,多目标优化

来源: 振动与冲击 2019年16期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 大连理工大学汽车工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51475069,51475070),中央高校基本科研业务费资助(DUT17GF212,DUT17LK42),汽车安全与节能国家重点实验室开放基金(KF1809)

分类号: TB34

DOI: 10.13465/j.cnki.jvs.2019.16.035

页码: 245-252

总页数: 8

文件大小: 361K

下载量: 265