Resumen

Una mayor eficiencia en la absorción de energía y una mejor resistencia a los choques son siempre los objetivos clave de las diferentes estructuras de absorción de energía aplicadas en numerosas industrias, incluyendo la aeroespacial, el transporte de equipos ferroviarios y la automoción. En este estudio, se introduce un método de diseño de espesor funcionalmente graduado (FGT) en el diseño de una estructura de panal hexagonal para mejorar la eficiencia de absorción de energía sobre la base de un panal tradicional con espesor uniforme (UT). La validación de un modelo de análisis numérico para un panal UT bajo carga axial se implementa mediante un código de elementos finitos no lineales LS-DYNA (V971). Además, se lleva a cabo la optimización multiobjetivo de la resistencia al choque de un panal FGT sometido a compresión axial cuasiestática para maximizar la absorción específica de energía (SEA) y minimizar la fuerza de choque máxima (PCF). Además, se comparan tres modelos sustitutos, incluyendo la función de base radial (RBF), el método de superficie de respuesta (RSM) y el kriging (KRG), en cuanto a la precisión de la predicción de la SEA y la PCF y la capacidad para el diseño de optimización de la estructura de panal FGT; se aplica el algoritmo genético de clasificación no dominante (NSGA-II) para obtener las soluciones óptimas de Pareto para el grosor máximo, el grosor mínimo y el exponente del gradiente de variación del grosor de una pared de panal. Se validan los puntos óptimos obtenidos por diferentes modelos sustitutivos sometidos a un valor SEA de 18,5 kJ/kg, 20 kJ/kg, 22 kJ/kg y 24 kJ/kg, y se comparan los parámetros óptimos correspondientes; RBF y RSM son más adecuados en el diseño de optimización de la resistencia al choque de la estructura de panal FGT. Se indica que el panal FGT con parámetros geométricos óptimos presenta una mejora notable y un potencial de absorción de energía en comparación con la estructura de panal tradicional.

• Materias:Análisis de suelos Hormigón Asfalto Drenaje Acero
• Subjects:Soil testing Concrete Asphalt Drainage Steel
• Palabras claves:estructura de panal fgt, panal fgt, kg, kj, estructura de absorción de energía, parámetros geométricos óptimos, código de elementos finitos, métodos de superficie de respuesta, algoritmo genético de clasificación, transporte de equipos ferroviarios
• Keywords:fgt honeycomb structure, fgt honeycomb, kg, kj, energy absorbing structure, optimal geometrical parameters, finite elements code, response surface methods, sorting genetic algorithm, rail equipment transportation