基于通用生成函数法的CFRP防撞梁碰撞可靠性设计优化

为满足汽车耐撞性与轻量化的要求，对碳纤维增强复合材料（CFRP）防撞梁进行可靠性优化设计（RBDO）。以CFRP防撞梁关键控制点横坐标、厚度以及铺层角度为设计变量，以碰撞力峰值为约束条件，以比吸能最大为目标构建优化模型。采用拉丁超立方法与克里金（Kriging）代理模型法相结合拟合出目标及约束函数的Kriging近似模型，采用通用生成函数（UGF）-直接映射法来进行碰撞可靠性优化设计。结果表明：在随机变量非正态、功能函数高度非线性的情况下，传统矩方法无法保证收敛，蒙特卡罗法精度最高但计算成本过大，使用UGF进行可靠性分析优化时收敛稳定，在保证精度的同时效率较高；引入非均匀聚类技术的UGF法效率进一步提高，采用UGF法得到的优化结果相较于初始目标值优化幅度达21.6%，达到预期效果。