[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

说明书

本发明实施例公开了一种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；该方法包括：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。

技术领域

本发明实施例涉及材料结构设计技术领域，尤其涉及一种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。

背景技术

目前泡沫金属结构的宏观动态压溃过程的描述方法主要分为弹簧-质量模型和塑性冲击波模型两种，其中弹簧-质量模型发展较早，但大量实验表明，弹簧-质量模型对泡沫金属动态力学行为的预测精度较低。

当前对爆炸螺栓冲击抑制结构的设计优化工作主要集中在优化冲击抑制结构材料种类方面，泡沫金属，尤其是泡沫铝材料，较其他材料的缓冲吸能效果更好，更适合制造冲击抑制结构。但目前尚无综合考虑各优化目标的闭孔泡沫铝冲击抑制结构的全局优化数学模型，以及根据冲击抑制结构设计要求对泡沫金属材料进行优化设计的研究。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种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；能够对闭孔泡沫铝冲击抑制结构进行全局优化设计，得到约束条件下的最优缓冲结构。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种闭孔泡沫铝冲击抑制结构的全局优化设计方法，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。

第二方面，本发明实施例提供了一种闭孔泡沫铝冲击抑制结构的全局优化设计装置，所述装置包括：模型描述部分、第一构建部分、目标函数建立部分、第二构建部分、确定部分和最优参数获取部分；其中，

所述模型描述部分，经配置为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；

所述第一构建部分，经配置为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；

所述目标函数建立部分，经配置为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；

所述第二构建部分，经配置为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；

所述确定部分，经配置为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；

所述最优参数获取部分，经配置为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。