多胞铝合金薄壁管耐撞性分析与区间优化设计

作     者：钱立军 俞陆新 谷先广 梁文宇 Qian Lijun;Yu Luxin;Gu Xianguang;Liang Wenyu

作者机构：合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 安徽机电职业技术学院机械工程学院芜湖241002 

出 版 物：《汽车工程》 (Automotive Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第7期

页      面：1323-1333页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0710[理学-生物学] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 0806[工学-冶金工程] 082304[工学-载运工具运用工程] 081402[工学-结构工程] 0837[工学-安全科学与工程] 080204[工学-车辆工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0802[工学-机械工程] 0836[工学-生物工程] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：安徽省科技重大专项项目(202203a05020029)资助 

主　　题：铝合金薄壁管 材料本构 多胞结构 耐撞性 区间优化 

摘      要：铝合金多胞薄壁管轴向压缩在能量吸收方面比普通方形管具有更优的力学性能,在汽车、航空、军事装备以及其他产业应用前景非常广泛。为研究挤压型材6061-T6铝合金材料各向异性特征,在板材上分别沿挤压方向0°、45°、90°取样进行单轴拉伸力学特性试验,获取相应的应力-应变曲线和各向异性特征参数,基于各向异性硬化行为的屈服准则建立材料本构模型。设计口字、日字、目字等构型截面并对管件进行准静态压溃试验,通过对比分析变形-压溃力曲线表明目字型多胞铝合金薄壁结构具有更加优越的耐撞性能。为进一步获得目字型薄壁管最优设计参数,考虑泊松比、弹性模量等材料参数波动对结构耐撞性能产生不确定性影响,建立多胞铝合金薄壁管耐撞性区间不确定性优化模型,采用区间可能度方法将其转化为确定性问题,结合人工神经网络(artificial neural networks,ANNs)模型与交错投影寻踪遗传算法(intergeneration projection genetic algorithm,IP-GA)方法对该问题进行双层嵌套优化,分析不同可能度水平对不确定性优化结果的影响,为不同可靠性优化设计的选择提供指导性意见。