基于内凹三角形负泊松比微结构的汽车B柱优化设计

为满足B柱多目标性能需求,设计了内凹三角形负泊松比微结构B柱.首先,采用单胞法推导新型微结构相对密度公式;其次,对3D打印微结构样件开展准静态压缩试验,以验证有限元模型的准确性;继而,以单位体积吸能量(SEA)最大、峰值力(PCF)和相对密度最小为目标,采用遗传算法(GA)获得最优微元胞结构参数.基于此,以质量最小为目标对B柱进行厚度优化,通过3种工况分析可得:相较于无夹芯碳纤维B柱,新型B柱后向弯曲位移降低5.28％;相较于无夹芯碳纤维B柱与碳纤维B柱,新型B柱侧向弯曲位移分别降低42.28％和48.05％,三点弯曲最大接触力分别提升80.08％和12.63％,三点弯曲位移分别降低0.02％和2.14％.