波纹型铝合金分层蜂窝结构轴向耐撞性分析
高大威
于文博
刘哲
王明杰
李辉
上海理工大学 机械工程学院,上海 200093
摘要：[目的]针对汽车吸能盒结构在碰撞载荷下面临的初始峰值压溃力过高与能量吸收效率不足的问题,提出一种新型波纹结构分层蜂窝填充管(Hierarchical Honeycomb-Filled Tube,HHFT),旨在通过结构优化设计提升其轴向耐撞性能.[方法]首先,构建HHFT的有限元模型,分析圆形、三角形及矩形3种波纹形态对结构耐撞性的影响;其次,通过对比常规蜂窝填充管与波纹结构HHFT的力-位移响应与吸能特性,验证波纹槽设计对峰值压溃力的削减作用;然后,系统研究外壁厚度、第0阶与第1阶蜂窝壁厚等关键几何参数对结构比吸能、初始峰值压溃力及压溃力效率的影响规律;最后,结合Kriging模型与非支配排序遗传算法二代(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ),以诱导槽形态与厚度为设计变量开展多目标优化,获得兼顾高吸能与低峰值力的优化构型.[结果]结果表明,三角形波纹分层蜂窝填充管的初始峰值压溃力较常规填充管降低约36.2%,比吸能提升11.3%,压溃力效率提高至0.89;外壁厚度对初始峰值压溃力起主导作用,第1阶蜂窝壁厚对能量吸收贡献显著,而第0阶壁厚影响较小;优化后结构在保证质量不变的条件下,耦合效应吸能占比最高达16.67%,整体耐撞性显著提升.
关键词：薄壁结构层次结构耐撞性设计波纹管仿真分析
分类号：U463.83(汽车工程)
论文发表日期：2026-04-30
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 30-38 )
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