多面体体胞结构演变机理与抗撞性优化设计研究

针对多面体夹芯结构抗撞性优化过程中,传统数学模型以体胞边长,体胞高度等体胞几何尺寸为设计变量建立抗撞性优化数学模型,未考虑体胞形成过程对结构吸能特性的影响,导致所建模型遗漏了体胞的分布密度,且优化变量多、模型复杂的问题。对多面体夹芯体胞演变机理进行分析,以多面体夹芯结构演变参数为设计变量,建立基于Kriging近似技术的多面体夹芯结构抗撞性优化模型。构建多面体夹芯结构抗撞性优化流程,求解获得抗撞性最优的多面体夹芯结构设计,通过与波纹夹芯结构的对比,验证了该结构的可靠性。

正则多面体体胞结构创新设计与碰撞吸能特性分析

在多面体夹芯结构设计过程中,现有的研究中较少考虑体胞的形状和尺寸的演变过程,从而忽略了体胞的形状、尺寸参数的变化对结构碰撞吸能特性影响趋势的分析。基于折纸几何学的思想,提出一种能够变换出正棱锥和正棱台体胞结构的正则多面体体胞演变机理。引入相似比和裁剪比对体胞的形状和尺寸分开或同时讨论,得到能适应不同场合的体胞结构。定义体胞的阵列排布方式,得到上下嵌套的正则多面体夹芯结构。建立正则多面体夹芯结构碰撞模型,用有限元仿真分析冲击角度和形状、尺寸的变换参数对正则多面体夹芯结构碰撞吸能特性的影响,得到不同参数下,正则多面体夹芯结构的吸能特性的影响曲线图,为设计正则多面体夹芯结构提供参考。