功能梯度材料吸能盒结构设计及优化

传统的吸能盒结构，碰撞过程无法实现稳定有序折叠溃缩，同时存在单位质量吸能效果差的缺点，限制了汽车安全性能的提高。引入一种功能梯度材料(Functionally Graded Material, FGM)结构吸能盒，即在传统316L不锈钢基体上添加铝合金成分形成梯度材料结构，同时仿照竹节虫胫骨截面结构对其横截面形状进行优化，并基于优化拉丁超立方体试验设计和响应面模型对竹节虫胫骨横截面的具体结构进行多目标优化。仿真结果表明，优化后的仿生功能梯度材料吸能盒能够实现稳定的从头部至尾部的折叠溃缩。和传统吸能盒相比，仿生结构功能梯度吸能盒单位质量吸能效果提升，能够有效削弱碰撞对车身的损伤。