仿生多胞薄壁管耐撞性分析及优化

摘要：

为提高薄壁管结构耐撞性,以雀尾螳螂虾螯为仿生原型,结合仿生学设计方法,设计一种含正弦胞元的多胞薄壁管结构.以初始峰值载荷、比吸能和碰撞力效率为耐撞性指标,通过有限元数值模拟分析了不同碰撞角度(0o、10o、20o和30o)条件下,仿生胞元数对薄壁管耐撞性的影响,通过多目标的复杂比例评估法获取仿生薄壁管的最优胞元数.基于不同碰撞角度权重因子组合,设置了4种单一角度工况和3种多角度工况,采用多目标粒子群优化方法获取了不同工况下薄壁管结构最优胞元高宽比和壁厚.复杂比例评估结果表明,胞元数为4的薄壁管为最优晶胞数仿生薄壁管.优化结果表明,单一角度工况下,最优结构参数高宽比的范围为0.88～1.50,壁厚的范围为0.36～0.60 mm,碰撞角度为0o和10o的最优高宽比明显小于碰撞角度为20o和30o的;多角度工况下,最优高宽比范围为1.01～1.10,壁厚范围为0.49～0.57 mm.

关键词：多胞薄壁管、耐撞性、多目标优化、仿生设计、冲击

所属期刊栏目：42

分类号：O383(爆炸力学)

资助基金：国家自然科学基金;南京航空航天大学校人才科研启动基金项目

在线出版日期：2022-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：167-180