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%。