以交通工具中部分锥形薄壁方管的安全装置作为研究对象,建立以薄壁管在碰撞过程中吸收能量最大化,比吸能最大化和初始碰撞力峰值最小化为多目标的优化问题,用锥形部分的几何参数作为设计变量,在保证不降低薄壁管吸能能力的情况下,通过对其结构的优化达到初始碰撞力峰值最小化的目的,论文采用有限元软件LS-DYNA得到不同几何参数模型的碰撞信息,用响应面法构造近似函数,同时引入权系数以表征各个目标在优化问题中的重要程度,并采用理想点法求解多目标优化问题,分析了锥形薄壁方管各几何参数对结构的能量吸收、比吸能和初始碰撞力峰值的影响,最终得到了给定权系数下的最优模型。

采用不同的结构模型和碰撞模型进行的大量数值研究表明:碰撞力增大,会引起接触点的破坏以及结构响应的大幅增加,因而碰撞力峰值是建筑安全设计的一个很重要的指标。