Acta Armamentarii ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (6): 1954-1964.doi: 10.12382/bgxb.2023.0366
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YAN Song, JIANG Yi*(), DENG Yueguang, WEN Xianghua
Received:
2023-04-24
Online:
2023-07-04
Contact:
JIANG Yi
CLC Number:
YAN Song, JIANG Yi, DENG Yueguang, WEN Xianghua. Prediction and Optimization Method of Energy Absorption Characteristics of Thin-walled Metal Circular Pipe Filled with Aluminum Foam[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(6): 1954-1964.
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部件 | 密度/(kg·m-3) | 弹性模量/MPa | 泊松比 |
---|---|---|---|
铝管 | 2700 | 68200 | 0.33 |
泡沫铝 | 330 | 80 | 0.01 |
上、下压块 | 7800 | 210000 | 0.30 |
Table 1 Material parameters of each component
部件 | 密度/(kg·m-3) | 弹性模量/MPa | 泊松比 |
---|---|---|---|
铝管 | 2700 | 68200 | 0.33 |
泡沫铝 | 330 | 80 | 0.01 |
上、下压块 | 7800 | 210000 | 0.30 |
输入参数 | 取值下限 | 取值上限 |
---|---|---|
r | 10 | 30 |
T | 1 | 5 |
H | 20 | 100 |
Table 2 Value ranges of three parametersmm
输入参数 | 取值下限 | 取值上限 |
---|---|---|
r | 10 | 30 |
T | 1 | 5 |
H | 20 | 100 |
输出参数 | ERR | ERA | EMA | R2 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
Fmax | 0.0442 | 0.0061 | 0.1465 | 0.9980 | ||
Fm | 0.0705 | 0.0011 | 0.2098 | 0.9949 | ||
d | 0.0735 | 0.0346 | 0.3275 | 0.9945 |
Table 3 Error analysis of approximate model
输出参数 | ERR | ERA | EMA | R2 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
Fmax | 0.0442 | 0.0061 | 0.1465 | 0.9980 | ||
Fm | 0.0705 | 0.0011 | 0.2098 | 0.9949 | ||
d | 0.0735 | 0.0346 | 0.3275 | 0.9945 |
近似模型 | 有限元计算 |
---|---|
0.5 | 90 |
Table 4 Calculation efficiency comparison of approximate model and finite element min
近似模型 | 有限元计算 |
---|---|
0.5 | 90 |
目标函数 | r/mm | T/mm | H/mm | Fm/kN | Fmax/kN |
---|---|---|---|---|---|
minFm | 10 | 1 | 100 | 9.952 | 13.550 |
maxFmax | 30 | 5 | 20 | 169.749 | 186.806 |
Table 5 Single-objective optimal solutions ofaluminum foam-filled aluminum tube
目标函数 | r/mm | T/mm | H/mm | Fm/kN | Fmax/kN |
---|---|---|---|---|---|
minFm | 10 | 1 | 100 | 9.952 | 13.550 |
maxFmax | 30 | 5 | 20 | 169.749 | 186.806 |
编号 | r/mm | T/mm | H/mm | Fm/kN | Fmax/kN | CFE/% |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 16.08 | 1.32 | 72.16 | 17.667 | 27.226 | 64.89 |
2 | 25.13 | 1.42 | 43.90 | 29.128 | 46.802 | 62.23 |
3 | 17.79 | 2.47 | 35.66 | 42.477 | 60.033 | 70.71 |
4 | 23.75 | 2.51 | 46.41 | 58.624 | 79.274 | 73.95 |
5 | 19.84 | 3.51 | 83.42 | 86.253 | 95.173 | 90.63 |
6 | 29.83 | 2.95 | 78.31 | 103.753 | 115.622 | 89.73 |
7 | 21.97 | 4.30 | 89.76 | 113.283 | 128.900 | 87.88 |
8 | 23.48 | 4.68 | 79.79 | 130.093 | 149.039 | 87.29 |
9 | 25.72 | 4.89 | 72.78 | 149.259 | 170.360 | 87.61 |
10 | 27.98 | 4.92 | 85.68 | 157.298 | 180.722 | 87.03 |
Table 6 10 groups ofdata samples and corresponding finite element solutions
编号 | r/mm | T/mm | H/mm | Fm/kN | Fmax/kN | CFE/% |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 16.08 | 1.32 | 72.16 | 17.667 | 27.226 | 64.89 |
2 | 25.13 | 1.42 | 43.90 | 29.128 | 46.802 | 62.23 |
3 | 17.79 | 2.47 | 35.66 | 42.477 | 60.033 | 70.71 |
4 | 23.75 | 2.51 | 46.41 | 58.624 | 79.274 | 73.95 |
5 | 19.84 | 3.51 | 83.42 | 86.253 | 95.173 | 90.63 |
6 | 29.83 | 2.95 | 78.31 | 103.753 | 115.622 | 89.73 |
7 | 21.97 | 4.30 | 89.76 | 113.283 | 128.900 | 87.88 |
8 | 23.48 | 4.68 | 79.79 | 130.093 | 149.039 | 87.29 |
9 | 25.72 | 4.89 | 72.78 | 149.259 | 170.360 | 87.61 |
10 | 27.98 | 4.92 | 85.68 | 157.298 | 180.722 | 87.03 |
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