桥梁复合材料防车撞结构的参数灵敏度分析及耐撞性优化*

吴亚锋 潘 晋 方 涵 许明财

(北京汽车股份有限公司汽车研究院1) 北京 101300) (武汉理工大学交通学院2) 武汉 430063) (华中科技大学船舶与海洋工程学院3) 武汉 430074) (武汉力拓桥科防撞设施有限公司4) 武汉 430040)

桥梁复合材料防车撞结构的参数灵敏度分析及耐撞性优化*

吴亚锋1)潘 晋2)方 涵1)许明财3,4)

(北京汽车股份有限公司汽车研究院1)北京 101300) (武汉理工大学交通学院2)武汉 430063) (华中科技大学船舶与海洋工程学院3)武汉 430074) (武汉力拓桥科防撞设施有限公司4)武汉 430040)

设计了以纤维增强复合材料和蜂窝形结构形式为基础的桥梁防车撞结构.对结构设计变量进行了灵敏度分析，获得对结构的耐撞特性影响最大的3个设计变量.以灵敏度分析结果中的3个设计变量为试验因子，采用均匀试验设计方法获得了合理的样本空间，并借助非线性数值仿真方法和响应面法得到关于结构设计变量和比吸能、碰撞力的响应面代理模型，通过遗传算法优化出了比较合理的结构尺寸.结果表明，响应面的二次多项式线性回归模型比线性回归模型更准确，优化后的结构尺寸不仅具有优良的耐撞特性，可以满足桥墩设计抗撞力的要求，而且自重减小，从而降低了防撞成本.

GFRP;灵敏度;比吸能;响应面法

0 引 言

复合材料以其比强度和比模量高、抗疲劳性能好、可设计性好和破损安全性好等优良特性越来越多地被用到防撞结构设计中[1-2].Ramakrish等[3]的研究表明，借助于合理的结构设计和铺层设计，玻璃……