现今,恐怖袭击等局部战争频繁发生。在反恐等军事行动中,军车经常面临地雷等爆炸装置的袭击,这严重威胁军车内乘员和物资的安全。为提高军车的装甲防护性能,本文展开了针对军车地板、车身等防护结构的设计优化研究。三明治夹层结构在动态冲击与爆炸能量吸收方面表现卓越,这种结构可被广泛应用于军用车辆、航天和舰船等装甲防护。常见的三明治夹层结构有:点阵夹层结构、波纹板结构、蜂窝结构等。三明治夹层结构的芯体层形状、尺寸参数和排列方式十分繁杂,这为实现结构设计多样化提供了可能性,同时使得通过改变夹层结构芯层的具体形式以提高其抗爆抗性能成为可能。本文围绕防护装甲的抗爆性能和多目标优化分别对变截面梁构成芯体层腹杆的金字塔点阵夹芯板和一种称为BRAS(Blast Resistant Adaptive Sandwich)的波纹板结构开展了设计优化研究。首先,采用数值分析的方法,在Hyperworks?14.0中建立有限元模型,利用LS-DYNNA?求解计算,进行了建模方法可靠性验证。其次,在相同质量、相同载荷条件下,对比分析了结构的抗爆性能以及各结构参数对夹芯板整体抗爆性能的影响。然后,在分析的基础上,以结构参数为设计变量、抗爆性能为优化目标,采用参数化建模等集成自动化流程求得所需试验设计点(DoE),完成代理模型搭建并基于多目标遗传算法进行了多目标优化设计和鲁棒性设计。最后,获得了一组特定载荷条件下的最优结构设计解集(Pareto fronts),为应用于军车防护装甲的结构设计提供了选择。结果表明,特定载荷条件下变截面腹杆金字塔点阵夹芯板的吸能能力优于等截面金字塔点阵夹芯板,而其背板变形量有所增加。同样,BRAS结构的吸能能力明显强于USDH(Unidirectionally Stiffened Double Hull)和TC(Triangular Corrugated)这两种结构,但BRAS结构背板变形量也会增大。对于变截面腹杆金字塔点阵夹芯板和BRAS波纹板结构,它们的吸能特性与和抵抗变形能力总是难以协同改善,载荷条件引起的抗爆性变化也十分明显。经过特定工况下对两结构抗爆性能进行多目标优化设计,获得了抗爆性能优于初始设计的最优设计。