带隔板单锥薄壁方管结构吸能特性研究和多目标优化

论文摘要

研究轴向静载荷工况下带隔板单锥薄壁方管的能量吸收特性和耐撞性优化设计。试验和数值仿真结果证明该结构的变形模式具有规律性和稳定性,并通过静载荷试验验证有限元模型。在此基础上建立响应面模型,探究该结构不同部位壁厚对其吸能特性的影响。研究结果表明:比吸能和初始峰值力受到外管壁厚的影响比隔板厚度的影响要大。为进一步优化带隔板单锥薄壁方管的吸能性能,以外管和隔板的厚度为设计变量,以比吸能和初始峰值力为优化函数进行多目标结构优化。结果表明,优化目标比吸能和初始峰值力相互冲突,吸能比的增加会导致初始峰值力的增加。优化结果可为地铁车辆的耐撞性提供良好的设计矩阵,以获得性能更好的吸能结构。

论文目录

• 1 几何模型
• 2 有限元模型及验证
•   2.1 有限元模型和试验工况
•   2.2 材料参数
•   2.3 有限元计算结果及验证
• 3 响应面模型和参数研究
•   3.1 能量吸收性能评价指标
•   3.2 实验设计
•   3.3 响应面模型误差分析
•   3.4 参数研究
• 4 多目标优化设计
•   4.1 优化问题的描述
•   4.2 选取优化算法
•   4.3 优化结果和讨论
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 许平,陈凯,邢杰,屈秋云,姚曙光

关键词: 地铁车辆,吸能结构,薄壁结构,多目标优化

来源: 铁道科学与工程学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 铁路运输

单位: 中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室

基金: 国家自然科学基金重点资助项目(51675537),国家重点研发计划资助项目(SQ2016YFGX080146-05-16),教育部重点资助项目(113051A)

分类号: U270.2

DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.2019.01.025

页码: 185-191

总页数: 7

文件大小: 793K

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