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摘要
为提高薄壁夹层结构耐撞性,以虾螯为仿生原型,设计梯度分布的仿生波纹形夹层结构,包括单层、双层和三层波纹结构。以初始峰值载荷Fp、比吸能Es为耐撞性指标,利用有限元法分析了单元高宽比γ(γ1、γ2和γ3分别为单元第1层、第2层和第3层的高宽比)对波纹夹层结构耐撞性的影响,采用多目标粒子群优化方法得到了夹层结构最优参数。结果表明,单层波纹结构耐撞性随单元高宽比γ的增大逐渐变差,双层波纹结构下层结构单元高宽比γ对耐撞性的影响大于上层结构单元高宽比γ对耐撞性的影响,较小的γ值有利于提高三层波纹结构的比吸能。结构优化结果表明:单层结构最优尺寸γ1为0.8;双层结构最优尺寸为γ1=0.5和γ2=1.2;三层结构最优组合为γ1=0.6,γ2=0.6和γ3=0.9。上述结果可为薄壁夹层结构轻量化设计提供新思路。
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