微拓扑优化夹层梁

20%体积分数抗爆最优

通过微拓扑优化芯层设计，在相同载荷与面密度下获得最佳抗爆性能与能量吸收能力。

李世强 · Li, Yuwei · Ma, Xiaomin · Fang, Jianguang · 刘志芳 · 王志华

Chinese Journal of Mechanical Engineering (English Edition) 2024

参数信息

芯层体积分数

20 %

技术优势

20%体积分数抗爆最优

在相同载荷和单位面积质量条件下，芯层体积分数为20%的夹层梁展现出最佳抗爆性能，为防护结构的芯层密度选择提供了明确的设计依据。

过滤半径影响可控

过滤半径对剪切刚度和抗爆性的影响轻微，但增大过滤半径可略微提高弯曲刚度，这意味着在拓扑优化中可以适当调整过滤参数而不会显著牺牲抗爆性能。

应用场景

• 抗爆夹层结构：为抗爆夹层结构提供芯层拓扑优化方法，在相同质量下提升抗爆性能。
• 轻质防护结构：通过优化芯层微观拓扑，在保持低面密度的同时增强能量吸收能力。
• 航空航天防护：为航空航天防护结构提供高剪切刚度与抗爆性能兼顾的夹层设计参考。
• 冲击能量吸收：揭示芯层微观变形与能量吸收机制，指导高吸能夹层结构设计。