| 面向变厚度柔性轧制工艺的帽型梁横向冲击吸能优化设计 |
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| 引用本文： | 童泽奇,刘杨,刘书田.面向变厚度柔性轧制工艺的帽型梁横向冲击吸能优化设计[J].力学学报,2019,51(2):462-472. |
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| 作者姓名： | 童泽奇 刘杨 刘书田 |
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| 作者单位： | * 大连理工大学工程力学系,工业装备结构分析国家重点实验室,大连 116024 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金重点项目(11332004);高校基本科研业务费项目(DUT18ZD103);111引智计划项目(B14013) |
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| 摘 要： | 作为汽车主要吸能构件的帽型梁的吸能提升设计是备受关注的问题.研究表明,通过优化薄壁结构的厚度可有效提升吸能性能,但复杂的厚度分布造成制造困难.针对可实现厚度调控的工艺,发展易制造的结构设计方法极为必要.本文基于变厚度柔性轧制工艺(variable gauge rolling, VGR)可实现厚度调控的特点,发展建立帽型梁横向冲击吸能优化设计方法.基于变厚度柔性轧制工艺生产的柔性轧制板(tailor rolled blanks, TRB)的特点,将受横向冲击的帽型薄壁梁设计成沿轴线分段变厚度、分段间设梯度过渡段的结构形式,通过调整各段厚度、分段位置和过渡层梯度变化规律,实现性能的优化.以应变能密度分布均匀为优化准则、基于混合元胞自动机(hybird cellular automata, HCA)方法构建优化模型和求解方法,并在迭代过程中施加满足轧制约束的过滤函数,使结构满足轧制工艺要求.其中,轧制约束的过滤函数由粒子群算法自动寻找.基于本文方法,具体设计了柔性轧制帽型梁横向冲击吸能最优的分段位置、各段厚度及过渡段厚度的梯度过渡方式,设计结果验证了方法的有效性.
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| 关 键 词： | 薄壁结构 帽型梁 吸能结构 变厚度柔性轧制工艺 元胞自动机 |
| 收稿时间： | 2018-09-30 |
DESIGN OPTIMIZATION OF TOP-HAT BEAM FOR ENERGY ABSORPTION UNDER TRANSVERSE CRASH BASED ON VARIABLE GAUGE ROLLING |
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| Zeqi Tong,Yang Liu,Shutian Liu.DESIGN OPTIMIZATION OF TOP-HAT BEAM FOR ENERGY ABSORPTION UNDER TRANSVERSE CRASH BASED ON VARIABLE GAUGE ROLLING[J].chinese journal of theoretical and applied mechanics,2019,51(2):462-472. |
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| Authors: | Zeqi Tong Yang Liu Shutian Liu |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | thin-walled structure top-hat beam energy absorption structure variable gauge rolling hybrid cellular automata |
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