横截面参数化网格变形算法及耐撞性优化应用

横截面参数化网格变形算法及耐撞性优化应用

论文摘要

薄壁梁结构是汽车等运载工具的主要承载构件,提高该类结构的耐撞性对乘员安全具有重要意义。然而,形状优化设计要求多组有限元模型与仿真分析,因此需要特定的建模技术或人工交互。本文提出了一种基于横截面形状的参数化网格变形方法,以实现已有有限元模型的有效重用。以给定有限元模型为输入,采用基于各向异性径向基函数网格变形方法,并结合骨架内嵌空间,可快速生成适用于仿真分析的有限元模型变体。以S形梁轴向冲击耐撞性设计为例,采用所提方法改变构件塑性铰区域的横截面形状,可快速(低于4 s)获取100组局部变形有限元模型,并采用代理模型技术和多目标遗传算法优化结构耐撞性。数值结果显示,构件耐撞性获显著提高,验证了所提参数化变形方法的有效性,展示了与一般形状优化框架的可集成性。

论文目录

  • 1 引 言
  • 2 基于梁截面的网格参数化与变形
  •   2.1 基于横截面的形状参数化
  •   2.2 RBF网格变形方法
  •     (1) 各向异性距离度量。
  •     (2) 内嵌骨架空间。
  • 3 薄壁S形梁耐撞性优化
  •   3.1 有限元建模与设计变量
  •   3.2 代理模型与形状优化求解
  • 4 优化设计结果与讨论
  •   4.1 变形网格与代理模型校验
  •   4.2 耐撞性优化结果与讨论
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杨磊,李宝军,胡平

    关键词: 参数化建模,薄壁结构,形状优化,耐撞性设计,网格变形,梁截面

    来源: 计算力学学报 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 汽车工业

    单位: 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室汽车工程学院

    基金: 国家自然科学基金(11472073,11732004,61772104),中央高校基础研究基金(DUT17JC27)资助项目

    分类号: U462

    页码: 324-331

    总页数: 8

    文件大小: 2742K

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