Crushing analysis for novel bio-inspired hierarchical circular structures subjected to axial load

耐撞性 结构工程 参数统计 有限元法 粒子群优化 吸收(声学) 工程类 材料科学 机械工程 计算机科学 算法 复合材料 数学 统计
作者
Yong Zhang,Xiang Xu,Jin Wang,Tengteng Chen,Chunhui Wang
出处
期刊:International Journal of Mechanical Sciences [Elsevier BV]
卷期号:140: 407-431 被引量:258
标识
DOI:10.1016/j.ijmecsci.2018.03.015
摘要

Hierarchical structures are widely observed in nature, and used in engineering due to superior mechanical properties. In this paper, a novel hierarchical circular tube (HCT) by iteratively adding self-similar sub-circle at the junctions of the primary ribs is proposed to enhance structural crashworthiness performance. The finite element model of HCT is firstly established through LS-DYNA and validated via experiment testing. The energy absorption performance of different hierarchical HCTs is investigated under dynamic load. The hierarchical organization has remarkable potential to improve the crashworthiness behavior of thin-walled structure, especially, the 2nd order HCT exhibits significant advantages for energy absorption efficiency. Then, parametric designs are performed to explore the crashworthiness effect on main geometrical parameters of 2nd order HCT. Furthermore, theoretical model of 2nd order HCT is derived based on super folding element method, and obtain the good prediction accuracy for energy absorption and mean crushing force. To further obtain the optimal design of the 2nd order HCT, multi-objective optimization is performed by employing radial basis function (RBF) neural networks and multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) algorithm. The several optimal structures are obtained under different peak crushing force (PCF). The findings of this research offer a new route of designing novel crashworthiness structure with high energy absorption capacity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Hello的应助被世纪飞虎采纳,获得30
1秒前
顺利的海燕完成签到,获得积分10
1秒前
学术雷锋的应助被无昵称采纳,获得10
2秒前
碎觉觉发布了新的文献求助10
2秒前
俭朴钢铁侠完成签到 ,获得积分10
2秒前
wxj完成签到,获得积分10
3秒前
Suimy发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
斯文的帆布鞋完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
英俊映梦完成签到,获得积分20
5秒前
6秒前
6秒前
无极微光的应助被wxj采纳,获得20
7秒前
wel233完成签到,获得积分10
7秒前
今夜不设防完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
刘鑫完成签到,获得积分10
8秒前
赶紧毕业发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
打打的应助被王赟赟采纳,获得10
10秒前
高大的迎梦完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
ANSWER发布了新的文献求助10
11秒前
无花果的应助被彩云之南采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
叮当完成签到,获得积分10
11秒前
Anjianfubai发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
ding的应助被Jagg_er采纳,获得10
12秒前
半岛荼靡发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8086965
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9500651
关于积分的说明 21420432
捐赠科研通 7658313
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403461
关于科研通互助平台的介绍 2532276
邀请新用户注册赠送积分活动 2441933