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摘要
为探索弹箭系统内轻质元件多次高g值冲击防护结构设计理论和优化方法，基于数值模拟、试验和理论分析，研究了三次高g值脉冲和恒速冲击加载下复合泡沫填充壳的动力响应，结合多目标优化对幅值40 000g、脉宽250μs三次半正弦高g值冲击防护结构进行设计，结果表明：(1)当加载速率为高g值冲击压缩平均速率时，恒速冲击下填充壳能量吸收曲线与多次高g值冲击时一致；(2)泡沫与管壁耦合效应约为填充壳总载荷的10%～24%,构建的填充壳平均压溃力模型与试验结果一致，可为高g值冲击下目标响应加速度预测和参数设计提供理论依据；(3)理想点法和非支配排序遗传算法(NSGA-II)均适用于多次高g值缓冲结构的优化，但理想点法所得结果与各目标权重系数有关，NSGA-II提供的最优解集更适于结合其他防护需求进行择优设计。当设计响应加速度为12 000g时，考虑结构响应加速度幅值和比吸能的多目标优化结构参数为壳体壁厚1.58 mm,复合泡沫相对密度0.27。
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单位太原工业学院; 中北大学
