汽车用碳纤维复合材料防撞梁铺层角度优化-绵羊汽车生活记录

碳纤维复合质料的力学机能较好，比强度约是浅显钢的5～7倍、比模量约是浅显钢的3～4倍、具有抗攻击性好、耐腐化性强、密度低等甜头。基于铺层碳纤维复合质料即是将各向异性的碳纤维层质料遵循必然的依序和角度叠正在一块，然后通过其它工艺使各铺层严密的贴合正在一块成为一个具体。本文选用碳纤维加强树脂复合质料，先容了一种基于HyperStudy优化平台和LS-DYNA求解器相联合的铺层优化措施。

本文运用的防撞梁碰撞简化模子如图1所示，该模子长1200mm,宽50mm,高100mm，两个支架尺寸为长100mm,宽60mm,高80mm。正在支架的尾端树立管理。遵照国标树立摆锤的质料为1.4t，初速率为4m/s。

简化模子总共8个铺层，每层厚度均为0.3mm,铺层角度按0°、45°、90°-45°按次布列，对称铺层。各铺层详细新闻如图2所示。

本模子为汽车保障杠的一个人，本次优化条件防撞梁的吸能量抵达最大，稳定革质料和铺层厚度，只变革铺层的角度且角度只可为0°、45°、90°和-45°这四种角度。

将模子代入LS-DYNA中举行盘算推算，提出三个反响量，个中最大吸能量的值为113.62J，最大碰撞力为20338N，最大位移为12.775mm

将修模告竣后输出的K文献导入到HyperStudy中，将K文献里模子的谁人角度界说为策画变量，别离定名为or1～or8,代表八个角度变量。如图3和图4所示。

起首必要将LS-DYNA求解器注册为HypweStudy可识其它求解器，详细教程《OptiStruct&HypweStudy表面根本与工程利用》中已有具体的解说，然后正在斟酌模子创修时选拔DYNA求解器。然后正在求解输入文献中将求解文献cae2.k名字输入，将求解器的限度参数填写为i=﹩file，如图5所示。

因为本次优化的策画变量取值是离散的，因而必要正在软件中把变量的取值由连气儿的改为离散的，如图7所示。然后再将本次优化的值增加到Values窗口里，每个变量的取值均为0°、45°、90°和-45°这四种角度。

上一步告竣后举行下一步的基础求解，点击evaluate Task按钮，求解告竣后会正在Write，Execute，Extract按钮下显示得胜，透露基础求解曾经告竣。求解告竣后界说三个反响量，别离为最大吸能量Energy，最大碰撞力Force和最大位移Displacement，提取出对应的值。图6中最大吸能量的值为113620mJ，最大碰撞力为20338N，最大位移为12.775mm。至此，优化前的斟酌模子曾经树立完毕，下一步举行优化树立。

增加一个优化选项，默认定名。然后界说优化策画的管理，本优化的目的是让最大吸能量抵达最大，最大位移和最大碰撞力均要小于初始值，因而树立管理：Energy:Maximize，Force<=20341，Displacement<=12.775。管理条款正在HyperStudy中的树立如图7所示。

HyperStudy蕴涵异常雄厚的优化算法，本案例为离散的单目的优化题目，能够选拔的优化算法有自适当反响面法（ARSM）、整体自适当反响面法（GRSM）和遗传算法（GA）。自适当反响面法迭代次数较少、优化成果高,但对付变量较众的优化题目找到的解往往不是最优解，而遗传算法迭代次数过众，成果异常低，因而本优化题目选拔整体自适当反响面法为优化算法。

整体自适当反响面法正在每一次迭代后，基于反响面的优化算法会形成新的盘算推算样本点，增添的样本点会正在部分寻求和整体寻求之间寻求一个较好的平均。整体自适当反响面法正在先导时诈欺少数的样本点创立一个反响面并遵照新的样本点适当性地更新反响面以更好地拟合现实模子。整体自适当反响面法能够优化单目的和众目的的题目，具有整体寻求才力，援手离散变量，实用于具有许众策画变量的单目的优化。本优化题目为较众策画变量的单目的优化，采用整体自适当反响面法较为适当。整体自适当反响面法的优化流程如图所8所示。