横截面参数化网格变形算法及耐撞性优化应用

来源：计算力学学报杂志2019年第3期北京时间：

作者：杨磊,李宝军,胡平

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, 大连 116024,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, 大连 116024,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, 大连 116024

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。

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,

基金资助：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.