近年來,汽車保有量日益增加,導致汽車安全事故頻發(fā)。薄壁結構以其優(yōu)異的力學性能被廣泛應用于汽車的防撞吸能部件,但傳統(tǒng)的單壁結構在受到沖擊時仍存在變形不穩(wěn)定、吸能效率低等缺陷,因此開展具有高效吸能特性的新穎吸能器的研究已迫在眉睫。自然界的生物體經歷了數億年的進化,形成了具有良好力學特性的生物結構,因此仿生設計已經成為近年來各工程應用領域的研究熱點。為了進一步改善薄壁結構的吸能效率,本文采用具有優(yōu)異力學性能的蜘蛛網結構作為仿生原型,開展具有層級自相似特性的新穎薄壁吸能器的設計。采用實驗測試與數值對比分析的方法,對新穎層級和自相似結構的耐撞性能進行深入的研究。主要內容圍繞兩方面開展:（1）基于蜘蛛網結構的仿生設計,本文提出新穎的六邊形層級結構及其衍化的自相似頂點分形結構。采用實驗與數值分析方法系統(tǒng)的研究了層級與自相似六邊形分形結構的耐撞性。研究表明層級與自相似組織方式都能較好的改善六邊形單壁結構的耐撞性,并且,結構的自相似分形方式比層級組織方式更具吸能優(yōu)勢。此外,六邊形頂點的自相似分形配置和幾何參數也對2階六邊形自相似分形結構的耐撞性具有重要的影響,其中,自相似子六邊形結構的厚度和邊長的增加可... 

【文章來源】：華僑大學福建省

【文章頁數】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 本文的主要研究內容
    1.4 本文的主要創(chuàng)新點
第2章 耐撞性基本理論和有限元基礎理論
    2.1 引言
    2.2 顯示非線性有限元理論
        2.2.1 顯示有限元理論求解法
        2.2.2 接觸-碰撞接觸界面處理
        2.2.3 時間步長和沙漏控制
    2.3 耐撞性優(yōu)化設計理論
        2.3.1 耐撞性優(yōu)化問題的數學定義
        2.3.2 拉丁超立方試驗設計
        2.3.3 Kriging近似模型的構建
    2.4 本章小結
第3章 層級與自相似仿生結構的耐撞性對比
    3.1 引言
    3.2 層級自相似結構的幾何模型
        3.2.1 蜘蛛網狀結構
        3.2.2 層級仿生結構和自相似分形衍化
    3.3 層級自相似結構的有限元模型
    3.4 有限元模型的實驗驗證和分析
    3.5 層級和自相似結構耐撞性對比
    3.6 本章小結
第4章 自相似頂點分形結構的耐撞性研究
    4.1 引言
    4.2 不同自相似頂點分形探究
    4.3 幾何參數研究
    4.4 厚度參數研究
    4.5 自相似節(jié)點層級結構的多目標參數優(yōu)化設計
    4.6 本章小結
第5章 自相似邊分形結構耐撞性研究
    5.1 引言
    5.2 自相似邊分形結構的對比研究
        5.2.1 不同類型自相似邊分形結構的對比
        5.2.2 六邊形自相似邊分形結構的層級特性研究
    5.3 自相似邊分形結構的參數設計
        5.3.1 引言
        5.3.2 子六邊形邊長對耐撞性影響
        5.3.3 不同厚度研究
        5.3.4 不同沖擊工況下的耐撞性研究
    5.4 自相似邊分形結構的多工況優(yōu)化設計
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在校期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3174778