[发明专利]一种基于负泊松比结构的汽车B柱及其优化方法

权利要求书

1.一种基于负泊松比结构的汽车B柱，其特征在于，包含：B柱外板，B柱内板及负泊松比结构；

所述B柱包含：外板上部和外板下部，二者焊接而成；所述B柱外板与B柱内板固定连接；

所述负泊松比结构由内凹六边形负泊松比单胞阵列而成，置于B柱外板与B柱内板之间，分别与B柱外板和B柱内板固定连接。

2.根据权利要求1所述的基于负泊松比结构的汽车B柱，其特征在于，所述外板上部和外板下部的厚度分别为1.0mm和1.1mm。

3.根据权利要求1所述的基于负泊松比结构的汽车B柱，其特征在于，所述B柱内板厚度为0.9mm。

4.根据权利要求1所述的基于负泊松比结构的汽车B柱，其特征在于，所述B柱外板与B柱内板通过焊接方式与车身固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于负泊松比结构的汽车B柱，其特征在于，所述负泊松比单胞单胞宽度15mm、壁板高度2.5mm、单胞高度9mm、斜壁板与横壁板的夹角60度、壁板厚度1mm。

6.一种基于负泊松比结构的汽车B柱的优化方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1：分别建立B柱外板、B柱内板和负泊松比结构的模型，并将上述模型进行几何清理和网格划分后组合成B柱模型，设置各初始值如下：B柱外板，上部分与下部分厚度分别为1.0mm和1.1mm，B柱内板厚度为0.9mm，负泊松比单胞宽度15mm、壁板高度2.5mm、单胞高度9mm、斜壁板与横壁板的夹角60度、壁板厚度1mm；

步骤2：利用最优拉丁超立方实验设计方法，对设计变量在变化范围内选取60组样本点，设计变量包括：负泊松比结构的五个变量单胞宽度a、壁板高度b、单胞高度h、斜壁板与横壁板的夹角j、壁板厚度t，B柱外板的下部厚度t₁、上部厚度t₂和B柱内板厚度t₃，变化范围依次为：a：10-20mm，b：1.5-3.5mm，h：8-10mm，j：40-80度，t：0.5-1.5mm，t₁：1-1.1mm，t₂：0.9-1mm，t₃：0.8-0.9mm；

步骤3：根据选取的样本点，分别建立60组防撞车门有限元整车侧面碰撞模型，并进行计算；

步骤4：根据上述计算得到的结果利用响应面法建立B柱侵入量跟B柱侵入速度的二阶多项式响应面模型，以近似模型代替有限元模型并检验所建立模型的可靠度；

步骤5：以B柱侵入量和B柱侵入速度作为优化目标，以B柱质量作为约束条件，建立B柱优化的数学模型。