利用ABAQUS有限元软件构建木贼属植物仿生薄壁结构（horsetail-bionic thin-walled structure,HBTS）在侧向冲击下的数值模型,分析了结构的壁厚、内径和肋骨数对其耐撞性能和变形模态的影响。结果表明：肋骨数和整体壁厚的增加会明显提高HBTS的比吸能和最大峰值载荷,HBTS不同部分的壁厚变化显著影响其变形模态和耐撞性能。为了综合考虑HBTS各部分的壁厚、肋骨数、内径5个参数对耐撞性能的影响,集成modeFRONTIER优化软件与ABAQUS软件,通过参数化建模在设计空间上构建有限元模型,建立比吸能和最大峰值载荷的Kriging代理模型。
使用基于Kriging代理模型的多目标优化方法获取Pareto前沿,以同时实现比吸能最大化和峰值载荷最小化。最后分析了Pareto前沿面上各HBTS的设计参数分布情况,并验证了优化结果,该方法可为薄壁结构的优化设计提供新思路。