跳台雪板仿生点阵结构优化设计

通过借鉴自然界中毛竹的截面微观结构特征,设计了一种应用于跳台雪板内的仿生点阵结构,并基于响应面方法进行了优化设计。通过数值仿真模拟准静态压缩和三点弯曲实验,探究了仿生点阵结构的承载与抗弯性能。研究仿生点阵结构的单胞胞体壁厚、柱状结构的半径和壁厚3个几何参数对其力学性能的影响规律,并运用主次影响分析方法探究不同几何参数对力学性能的影响程度。建立了以比刚度、比弯曲刚度最大为目标,以单胞几何尺寸为约束的优化模型,并采用非支配排序遗传算法进行计算求解,得到Pareto前沿最优解,经数值仿真验证仿生点阵结构抗弯承载性能显著优于雪板内原始点阵格栅结构以及其余2种点阵格栅结构。研究结果对于跳台雪板内填充点阵格栅结构的仿生设计以及雪板整体力学性能的提升具有重要意义。