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原文传递一种基于负泊松比结构的车门防撞梁及其优化方法

专利名称：	一种基于负泊松比结构的车门防撞梁及其优化方法
摘要：	本发明公开了一种基于负泊松比结构的车门防撞梁及其优化方法，基于负泊松比结构的车门防撞梁包含壳体和填充内芯，填充内芯基于内凹六边形负泊松比结构设计而成。本发明还公开了一种基于耐撞性和轻量化的确定性优化设计方法，该方法充分考虑到设计变量的随机性和波动性，对壳体厚度和填充内芯的负泊松比结构的参数进行设计，有效提升了在侧面碰撞中的吸能效果，保证车内乘员的安全并实现零部件的轻量化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	鲁广超;王春燕;赵万忠;刘振环;王衍圣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-04T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910159463.5
公开号：	CN109808468A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	贺翔
分类号：	B60J5/04(2006.01);B;B60;B60J;B60J5
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种基于负泊松比结构的车门防撞梁，所述车门包含车门外板、车门内板，其中，车门外板、车门内板的边缘相互固连，且车门外板向远离车门内板的方向凸起，配合形成具有空隙的壳体；其特征在于，所述车门防撞梁包含壳体和填充内芯，置于车门外板、车门内板之间的空隙中，和所述车门内板固连；所述壳体呈空心管状、采用铝合金材料制成；所述填充内芯填充在所述壳体内、采用负泊松比材料制成，用于在汽车发生侧面碰撞时进行吸能，通过胶粘的方式与壳体相连。 2.根据权利要求1所述的基于负泊松比结构的车门防撞梁，其特征在于，所述壳体的横截面为内凹六边形，包含顶边、底边和四条斜边，其中，顶边和底边平行，且顶边和底边之间的的高度为73.5mm，底边长度为57.378mm，四条斜边长度均为23.104mm，底边和斜边之间的夹角为60度；所述壳体的长度为340mm，壁厚为1mm。 3.根据权利要求1所述的基于负泊松比结构的车门防撞梁，其特征在于，所述填充内芯由七层负泊松比单胞结构阵列构成；所述负泊松比单胞结构呈内凹六边形，包含顶边、底边和四条斜边，其中，顶边和底边平行，且顶边和底边之间的的高度为8mm，底边长度为12mm，底边和斜边夹角为60度，厚度为0.5mm。 4.基于权利要求1所述的基于负泊松比结构车门防撞梁的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1），为了寻找具有最佳耐撞性和可靠性的车门防撞梁结构，选取壳体的厚度T1、夹心层单胞结构底边长度L、单胞结构厚度T2、底边和斜边夹角D作为设计变量，通过最优拉丁超立方试验设计方法，对于各个设计变量、在其预设的阈值范围内个选取100值，形成100组设计样点；步骤2），根据步骤1）得到的100组样本点，在Catia软件中进行参数化建模并导入到Hypermesh中与车门进行装配，建立侧面柱碰撞模型；步骤3），将100组侧面柱碰撞模型输入到LS-DYNA进行后处理计算，并根据预先设定的车门防撞梁的评价标准，以车门防撞梁质量M最小化作为设计目标，以车门内板对应驾驶员骨盆位置的侵入量不超过320mm，车门与刚性柱的平均碰撞力MCF不超过115.5kN作为约束条件，并利用响应面法建立车门防撞梁质量、侵入量、平均碰撞力的二阶响应面模型，并计算这三个响应面模型的拟合的相关系数和均方根误差；步骤4），在Isight软件中建立车门防撞梁的多目标优化数学模型，利用粒子群优化算法，对车门防撞梁结构进行确定性优化，得到优化结果。
所属类别：	发明专利