基于响应面模型的手性超结构固有频率灵敏度分析及多目标优化

韧带型手性超结构是新型的负泊松比缓冲减震材料,四韧带手性结构是其中结构较为简单且减震效果较好的一种。但振动在衰减的过程中,材料过低的固有频率极容易产生低频共振,造成结构破坏。因此减震性能要求材料尽可能实现轻量化的同时提高其固有频率。降低质量和提高固有频率两个目标具有一定冲突,需要对四韧带手性结构进行结构参数多目标优化,获得最优的结构参数组合。通过有限元分析和中心复合试验设计方法(CCD)构建出四韧带型手性超结构关于质量和固有频率的响应面代理模型。基于响应面代理模型计算出手性超结构各重要参数的灵敏度数值,获得对固有频率和质量影响较大的结构参数。最后以高灵敏度响应的结构参数作为优化变量,固有频率和质量作为优化目标,运用优化设计方法和多目标遗传算法计算出四韧带型手性超结构参数的最优解。基于响应面模型的多目标优化设计方法为减震降噪的新材料的优化提供了设计思路和参考。