[发明专利]闭孔泡沫铝冲击抑制结构的全局优化设计方法、装置及介质

权利要求书

1.一种闭孔泡沫铝冲击抑制结构的全局优化设计方法，其特征在于，所述方法包括：

利用塑性冲击波理论中的单波模型描述闭孔泡沫金属结构在质量块高速冲击作用下的动态压溃过程模型；

根据所述动态压溃过程模型中的冲击参数构建用于评价缓冲效果的评价指标；

基于所述评价指标与所述闭孔泡沫铝冲击抑制结构的设计参数建立目标函数；

根据所述目标函数以及设计参数的约束条件构建闭孔泡沫铝冲击抑制结构的全局优化模型；

基于进化代数和种群中个体的适应度值确定自适应交叉概率和变异概率；

将全局优化模型通过由所述自适应交叉概率和变异概率改进的遗传算法进行求解，获得闭孔泡沫铝冲击抑制结构的最优设计参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用塑性冲击波理论中的单波模型描述闭孔泡沫金属结构在质量块高速冲击作用下的动态压溃过程模型，包括：

基于塑性冲击波理论，采用单波模型描述泡沫金属结构的动态压溃过程模型；

从所述动态压溃过程模型中选取至少一个冲击参数；

建立每个所述冲击参数随冲击时间的变化关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述冲击参数包括：闭孔泡沫金属结构中波后部分的波后应力σ_B(t)、波后应变ε_B(t)、波后粒子速度v_B(t)以及波阵面位置φ(t)，其中，所述波后粒子速度v_B(t)与所述质量块的运动速度v(t)；相应地，所述建立每个所述冲击参数随冲击时间的变化关系，包括：

根据本构关系方程构建波后应力的第一表达式σ_B(t)＝σ(ε_B(t))；

基于跨波阵面的质量守恒以及动量守恒，分别获得所述质量块运动速度的第一表达式以及波后应力的第二表达式

根据所述波后应力的第一表达式σ_B(t)＝σ(ε_B(t))、所述质量块运动速度的第一表达式以及波后应力的第二表达式获得波后应力的第三表达式关于冲击波波速的第一表达式以及所述质量块运动速度的第二表达式

基于初始撞击速度获得初始波后应力σ₀和初始波后应变ε₀；

根据所述初始波后应力σ₀、初始波后应变ε₀，获得所述波后应变ε_B(t)、所述波后应力σ_B(t)、波阵面位置φ(t)以及质量块运动速度v(t)随冲击时间t的变化关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始波后应力σ₀、初始波后应变ε₀，获得所述波后应变ε_B(t)、所述波后应力σ_B(t)、波阵面位置φ(t)以及质量块运动速度v(t)随冲击时间t的变化关系，包括：

根据所述初始波后应力σ₀、初始波后应变ε₀获取所述波后应变ε_B(t)关于冲击时间t的隐式表达式，通过将所述波后应变ε_B(t)进行二阶泰勒展开，以获得所述波后应变ε_B(t)关于冲击时间t的显式渐进解；

根据所述波后应变ε_B(t)关于冲击时间t的显式渐进解获得所述波后应变ε_B(t)、所述波后应力σ_B(t)、波阵面位置φ(t)以及质量块运动速度v(t)随冲击时间t的变化关系。