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基于拉丁超立方(LHS)法的剪切增强型折纸蜂窝平台应力预测模型的研究

卞修亮 陈智威 胡福 曹宏斌 陈华炜 李宸 蔡建国

卞修亮, 陈智威, 胡福, 曹宏斌, 陈华炜, 李宸, 蔡建国. 基于拉丁超立方(LHS)法的剪切增强型折纸蜂窝平台应力预测模型的研究[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(1): 39-46. doi: 10.13206/j.gjgS25120301
引用本文: 卞修亮, 陈智威, 胡福, 曹宏斌, 陈华炜, 李宸, 蔡建国. 基于拉丁超立方(LHS)法的剪切增强型折纸蜂窝平台应力预测模型的研究[J]. 钢结构(中英文), 2026, 41(1): 39-46. doi: 10.13206/j.gjgS25120301
Bian Xiuliang, Chen Zhiwei, Hu Fu, Cao Hongbin, Chen Huawei, Li Chen, Cai Jianguo. Research on the Plateau Stress Prediction Model of Shear-Reinforced Origami Honeycombs Based on the LHS Method[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(1): 39-46. doi: 10.13206/j.gjgS25120301
Citation: Bian Xiuliang, Chen Zhiwei, Hu Fu, Cao Hongbin, Chen Huawei, Li Chen, Cai Jianguo. Research on the Plateau Stress Prediction Model of Shear-Reinforced Origami Honeycombs Based on the LHS Method[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(1): 39-46. doi: 10.13206/j.gjgS25120301

基于拉丁超立方(LHS)法的剪切增强型折纸蜂窝平台应力预测模型的研究

doi: 10.13206/j.gjgS25120301
基金项目: 

福建省交通运输科技项目、福建省高速公路科技项目(JC202322);国家自然科学基金项目(52478306)。

详细信息
    作者简介:

    卞修亮,高级工程师,主要从事公路工程建设,362043724@qq.com。

    通讯作者:

    蔡建国,博士,教授,博士生导师,主要从事可展与折叠结构、防撞结构方面的研究, j.cai@seu.edu.cn。

Research on the Plateau Stress Prediction Model of Shear-Reinforced Origami Honeycombs Based on the LHS Method

  • 摘要: 蜂窝结构以轻量化、高吸能优势成为潜在防撞耗能芯材,将其应用在桥墩上可降低桥墩受驳船撞击风险的影响。剪切增强型蜂窝对普通蜂窝的各向压缩性能具有一定的补强有助于减小结构破坏,但目前对其关注较少;且传统设计依赖有限元模拟反复迭代,计算效率偏低。为此,提出了一种基于改进拉丁超立方抽样(LHS)法的平台应力预测模型。首先,通过有限元模拟明确了剪切增强型折纸蜂窝在斜向撞击工况下的性能优势;其次,利用LHS法进行多参数空间均匀抽样,结合有限元计算获取高保真样本数据;进而,引入物理启发式函数,构建了包含壁厚、边长及偏移距离等关键参数的平台应力非线性预测模型;最后,通过随机样本对模型精度进行验证。结果表明,该预测模型的拟合决定系数R2达0.997,外推预测误差控制在10%以内。该研究通过LHS法与近似模型技术的结合,实现了剪切增强型折纸蜂窝平台应力的快速、精准预测,为结构的高效正向设计提供了关键技术支撑。
  • [1] 新华社. 广州南沙“船撞桥”事故已造成5人死亡[EB/OL].(2024-02-22

    )[ 2025-04-13]. http://www.news.cn/local/20240222/ 70d459e2eded4a618e4420022670a5e7/c.
    [2] 新华社. 美国一大桥遭集装箱船撞击坍塌 恐有20人落水[EB/OL].(2024-03-26

    )[ 2025-04-20]. http://www.xinhuanet.com/20240326/6890f58a9ea34f57be24f530f3ccdf89/c.html.
    [3] 熊茂伶,胡友松. 现场直击:探访美国巴尔的摩大桥坍塌现场[EB/OL].(2024-03-28)[ 2025-04-20]. http://www.news.cn/20240328/e062d949b38346368dc8ec53c63616e4/c.html.
    [4] 中华人民共和国交通运输部. 2022年交通运输行业发展统计公报[EB/OL].(2023-06-16

    )[ 2025-04-19]. https://www.mot. gov.cn/jiaotongyaowen/202306/t20230616_3847413.html.
    [5] 我国公路桥梁103.3万座,工程和技术世界领先[N/OL]. 齐鲁晚报,2023-07-27.

    [ 2025-04-19]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1772536279277573091&wfr=spider&for=pc.
    [6] 樊伟,刘斌. 桥梁船撞分析[M]. 北京:人民交通出版社股份有限公司,2022.
    [7] Chen Y,Liu C,Zhao X,et al. Safety assessment of ship collision with piers under the protection of anti-collision floating box based on BIM Technology[J]. Advances in Civil Engineering,2022,2022(1):3611339.
    [8] Miao J L,Cai C,Xiao S X. Evaluation on risk for ship collision with archbridge and crash capability of anti-collision[J]. The Open Civil Engineering Journal,2014,8:351-359.
    [9] Xu M C,Wang T,Pan J. A review on the assessment methods of bridge against ship collision[J]. Thin-Walled Structures,2024,205:112347.
    [10] 谢亭亭,张睿涵. 内河限制性航道跨航桥梁防撞分析[J]. 中国水运(下半月),2019,19(2):212-213.
    [11] 王君杰,耿波. 桥梁船撞概率风险评估与措施[M]. 北京:人民交通出版社,2010.
    [12] 王凯,李茜,宋彦臣,等. 桥墩被动防船撞设施发展评述[J]. 公路交通科技,2024,41(1):116-125.
    [13] 谢远宏,李志忠. 杭州湾跨海大桥非通航孔桥船舶拦截体系施工技术[J]. 施工技术,2011,40(3):1-4.
    [14] Li K,Gao X L,Wang J. Dynamic crushing behavior of honeycomb structures with irregular cell shapes and non-uniform cell wall thickness[J]. International Journal of Solids and Structures,2007,44(14/15):5003-5026.
    [15] Ruan D,Lu G,Wang B,et al. In-plane dynamic crushing of honeycombs:a finite element study[J]. International Journal of Impact Engineering,2003,28:161-182.
    [16] Gibson L J,Ashby M F. Cellular solids:structure and properties[M]. New York:Cambridge University Press,1999.
    [17] Karagiozova D,Zhang J,Chen P,et al. Response of graded Miura-ori metamaterials to quasi-static and dynamic in-plane compression[J]. Journal of Aerospace Engineering,2022,35(4):04022035.
    [18] Cai J,Shi C,Zhang Q,et al. Compressive reusability of self-stable programmable assembled origami Structures[J]. International Journal of Mechanical Sciences,2025,310:111114.
    [19] Lu R,Zeng J,Cui C,et al. Fracture behavior and enhancement of crash cushion with bolted reinforced honeycomb under large deformation[J]. Engineering Structures,2025,341:120832.
    [20] Zhang Q,Shi C,Zhang X,et al. Interleaved assembly and compressive behavior of non-Euclidean origami structures[J]. Thin-Walled Structures,2025,218:113994.
    [21] McKay M D,Beckman R J,Conover W J. A comparison of three methods for selecting values of input variables in the analysis of output from a computer code[J]. Technometrics,2000,42(1):55-61.
    [22] 毛凤山,陈昌富,朱世民. 代理模型方法及其在岩土工程中的应用综述[J]. 地基处理,2020,31(4):295-306.
    [23] 宋扬. 加强型铝蜂窝的缓冲吸能特性及其应用研究[D]. 哈尔滨:东北林业大学,2017.
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-12-03
  • 网络出版日期:  2026-02-26
  • 刊出日期:  2026-01-22

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