ハイブリッド最適化アントネスト折り紙の高性能フォーム充填エネルギー吸収サンドイッチ構造に対する準静的および衝撃荷重下での性能

要約 保護的エネルギー吸収コンポーネントは、軽量設計、高いエネルギー散逸能力、および多様な荷重条件下での信頼性のある性能を調和させる必要があります。本研究では、運動学的解析によって製造可能性が確認され、ベースラインの準静的軸方向圧縮性能が2つのベンチマーク折り紙ジオメトリよりも合計エネルギー吸収（E_abs）が最大52%、特定のエネルギー吸収（SEA）が最大62%向上する新しい折り紙ユニットを提案します。XGBoost機械学習サロゲートモデルとNSGA-II多目的アルゴリズムを統合したハイブリッド最適化フレームワークにより、パレート最適な幾何学的パラメータが効率的に特定され、主要な性能指標の予測精度が97%以上達成されました。最適化された折り紙コアにアルミニウムフォームを充填することで、エネルギー吸収（E_abs）、特定のエネルギー吸収（SEA）、および圧潰力効率（CFE）がそれぞれ約619%、101%、および349%向上したサンドイッチパネルが製造されました。有限要素シミュレーションは、変形段階を正確に捉え、フォーム充填によってより均一なヒンジ形成と著しい安定性の向上が得られることを確認しました。この結果は、市民および軍事応用の両方において高度な保護サンドイッチ構造のための新しい設計概念と方法論を提供します。