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高速列车多边形多胞吸能管耐撞性分析与优化

邹翔  高广军  董海鹏  李健  谭善志  陈榕森  
【摘要】:为设计高速列车专用吸能结构,基于吸能薄壁管多角化和多胞化的设计原则,在传统四边形管基础上提出3种不同截面薄壁管,然后利用有限元分析软件LS-DYNA以初始峰值力、比吸能和压缩力效率为评价指标对这4种截面薄壁管轴向吸能性能进行对比分析。研究结果表明T4管具有较强的吸能性能,能够满足高速列车碰撞吸能的需求。为了进一步提升T4管的吸能性能,以内管边长和壁厚为设计变量,以比吸能和初始峰值力为优化函数,采用多目标粒子群优化算法对其进行多目标结构优化,得到pareto前沿解集。利用优化结果与原设计对比发现,在峰值力一定时优化前和优化后的比吸能仅相差了0.11%,这说明原方案中T5管的结构尺寸设计的较为合理。

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