可收展吸能装置设计方法、制造方法及可收展吸能装置

1.一种可收展吸能装置设计方法，其特征在于，所述可收展吸能装置设计方法包括：获取待吸能区域需求信息；根据待吸能区域需求信息预估分割层数量、每一个分割层的预估分割层力信息、每一个分割层的预估分割层位移信息以及目标函数；对目标函数进行优化，从而获取每一分割层的最终预估分割层力信息和每一个分割层的最终预估分割层位移信息；获取凹凸结构基本单元信息；根据凹凸结构基本单元信息、待吸能区域需求信息以及每一分割层最终预估分割层位移信息确定每个凹凸结构基本单元的折叠图案特征长度、每个凹凸结构基本单元的三维周期尺寸以及每一分割层的凹凸结构基本单元规模信息；获取凹凸结构基本单元的力位移信息以及调整限制条件；根据所述凹凸结构基本单元的力位移信息、调整限制条件和最终预估分割层力信息分别获取每个凹凸结构基本单元的最优凸状态比例信息；根据最优凸状态比例信息、每个凹凸结构基本单元的折叠图案特征长度、每个凹凸结构基本单元的三维周期尺寸以及每一分割层的凹凸结构基本单元规模信息生成待吸能区域的可收展吸能装置三维模型；所述待吸能区域需求信息包括待吸能区域三维尺寸信息、待吸能区域所需的力位移曲线以及有效系数；所述根据待吸能区域需求信息预估分割层数量、每一个分割层的预估分割层力信息、每一个分割层的预估分割层位移信息以及目标函数包括：将待吸能区域所需的力位移曲线进行竖向的随机分割从而获取分割出的m个分割层，其中，每个分割层的初始位移点的序列记为 ，起点的位移点记为 、终点的位移点记为 、每一个分割层的预估分割层位移信息为 ；根据每一个分割层的预估分割层位移信息以及待吸能区域所需的力位移曲线获取每一个分割层的预估分割层力信息；根据每一个分割层的预估分割层位移信息以及每一个分割层的预估分割层力信息获取目标函数。 2.如权利要求1所述的可收展吸能装置设计方法，其特征在于，所述对目标函数进行优化，从而获取每一分割层的最终预估分割层力信息和每一个分割层的最终预估分割层位移信息包括：获取对目标函数优化的优化条件如下： ；其中， 为优化问题的目标函数，即归一化均方根误差； 表示对各个分割层中除第一个分割层以及最后一个分割层之外的其他分割层的约束条件、 表示第一个分割层的约束条件、 表示最后一个分割层的约束条件；m表示分割层的总数，各分割层分别对应为第0层、第1层、第2层…一直到第m-1层；i表示第i个分割层； ；这里每一层的初始点是该层的前一层的终点，因此 为分割层为第0层的终点的位移点，同时也是第1层的起点的位移点； 为分割层为第i-1层的终点的位移点，同时也是第i层的起点的位移点； 为分割层为第i层的终点的位移点，同时也是第i+1层的起点的位移点； 分割层为第m-2层的终点的位移点，同时也是第m-1层的起点的位移点；基于外罚函数法优化所述目标函数 ，从而获取优化问题 的迭代点 ；验证迭代点 的惩罚项是否小于预给误差，若是，则所获取的迭代点 为近似最优解；根据所述近似最优解获取对应的位移点集合，所述位移点集合表示为： ；其中， 为该位移点集合对应的最优的归一化均方根误差、 为位移点集合、 为待吸能区域所需的力位移曲线的最大位移； 表示优化问题 的近似最优解；判断 是否满足拟合要求，若是，则根据所述位移点集合 获取最终预估分割层位移信息；根据最终预估分割层位移信息获取最终预估分割层力信息。 3.如权利要求2所述的可收展吸能装置设计方法，其特征在于，所述凹凸结构基本单元信息包括凹凸结构（110）；所述凹凸结构（110）包括：核心方形块（1），所述核心方形块（1）上设置有定位通孔（11），所述定位通孔（11）用于与定位板（2）以可拆卸方式连接；第一中心基本体组件（3），所述第一中心基本体组件（3）具有一个第一中心体（31）以及四个第一形变条（32），一个第一形变条（32）与所述第一中心体（31）的一侧连接且能够相对所述第一中心体（31）弯折运动，从而使得第一形变条（32）与第一中心体（31）侧边之间形成一个折痕线（9）；第一中心体（31）上的每个第一形变条（32）上均设置有三个折痕线（9），其中每个第一形变条（32）的一个端部的折痕线（9）与该第一形变条（32）该端相邻的另一个第一形变条（32）的一个端部共用，每个第一形变条（32）的另一个端部的折痕线（9）为与该第一形变条（32）该端相邻的另一个第一形变条（32）的一个端部共用，每个具有折痕线（9）的位置均可以弯折；第二中心基本体组件（4），所述第二中心基本体组件（4）具有一个第二中心体（41）以及四个第二形变条（42），一个第二形变条（42）与所述第二中心体（41）的一侧连接且能够相对所述第二中心体（41）弯折运动，从而使得第二形变条（42）与第二中心体（41）侧边之间形成一个折痕线（9）；第二中心体（41）上的每个第二形变条（42）上均设置有三个折痕线（9），其中每个第二形变条（42）的一个端部的折痕线（9）与该第二形变条（42）该端相邻的另一个第二形变条（42）的一个端部共用，每个第二形变条（42）的另一个端部的折痕线（9）为与该第二形变条（42）该端相邻的另一个第二形变条（42）的一个端部共用，每个具有折痕线（9）的位置均可以弯折；第三中心基本体组件（5），所述第三中心基本体组件（5）具有一个第三中心体（51）以及四个第三形变条（52），一个第三形变条（52）与所述第三中心体（51）的一侧连接且能够相对所述第三中心体（51）弯折运动，从而使得第三形变条（52）与第三中心体（51）侧边之间形成一个折痕线（9）；第三中心体（51）上的每个第三形变条（52）上均设置有三个折痕线（9），其中每个第三形变条（52）的一个端部的折痕线（9）与该第三形变条（52）该端相邻的另一个第三形变条（52）的一个端部共用，每个第三形变条（52）的另一个端部的折痕线（9）为与该第三形变条（52）该端相邻的另一个第三形变条（52）的一个端部共用，每个具有折痕线（9）的位置均可以弯折；第四中心基本体组件（6），所述第四中心基本体组件（6）具有一个第四中心体（61）以及四个第四形变条（62），一个第四形变条（62）与所述第四中心体（61）的一侧连接且能够相对所述第四中心体（61）弯折运动，从而使得第四形变条（62）与第四中心体（61）侧边之间形成一个折痕线（9）；第四中心体（61）上的每个第四形变条（62）上均设置有三个折痕线（9），其中每个第四形变条（62）的一个端部的折痕线（9）与该第四形变条（62）该端相邻的另一个第四形变条（62）的一个端部共用，每个第四形变条（62）的另一个端部的折痕线（9）为与该第四形变条（62）该端相邻的另一个第四形变条（62）的一个端部共用，每个具有折痕线（9）的位置均可以弯折；其中，第一中心基本体组件（3）中的一个第一形变条（32）的一个长侧边与一个第二形变条（42）的一个长侧边之间相互错位连接且能够相对弯折运动，所述第一形变条（32）的用于与第二形变条（42）连接的长侧边称为第一共用长侧边（101）、所述第二形变条（42）的用于与第一形变条（32）连接的长侧边称为第二共用长侧边（102）；第一中心基本体组件（3）中的除具有第一共用长侧边（101）的第一形变条之外的其他第一形变条（32）中的一个长侧边与第四中心基本体组件（6）中的一个第四形变条（62）的一个长侧边相互错位连接且能够相对弯折运动，所述第一形变条（32）的用于与第四形变条（62）连接的长侧边称为第三共用长侧边（103）、所述第四形变条（62）的用于与第一形变条（32）连接的长侧边称为第四共用长侧边（104）；第三中心基本体组件（5）中的一个第三形变条（52）的一个长侧边与第二中心基本体组件（4）中的除具有第二共用长侧边（102）的第二形变条之外的其他第二形变条（42）的一个长侧边之间相互错位连接且能够相对弯折运动，所述第三形变条（52）的用于与第二形变条（42）连接的长侧边称为第五共用长侧边（105）、所述第二形变条（42）的用于与第三形变条（52）连接的长侧边称为第六共用长侧边（106）；第三中心基本体组件（5）中的除具有第五共用长侧边（105）的第三形变条之外的其他第三形变条（52）中的一个长侧边与第四中心基本体组件（6）中的除具有第四共用长侧边（104）的第四形变条之外的其他第四形变条（62）的一个长侧边相互错位连接且能够相对弯折运动，所述第三形变条（52）的用于与第四形变条（62）连接的长侧边称为第七共用长侧边（107）、所述第四形变条（62）的用于与第三形变条（52）连接的长侧边称为第八共用长侧边（108）；其中，所述第二共用长侧边（102）、第三共用长侧边（103）、第五共用长侧边（105）以及第八共用长侧边（108）合围形成一个核心区，所述核心方形块（1）位于所述核心区内并分别与第二共用长侧边（102）、第三共用长侧边（103）、第五共用长侧边（105）以及第八共用长侧边（108）连接，且第二共用长侧边（102）、第三共用长侧边（103）、第五共用长侧边（105）以及第八共用长侧边（108）均能够相对所述核心方形块弯折；当没有一个位置弯折时，所述凹凸结构基本单元为平面展开状态；当对不同位置进行弯折时，能够使得凹凸结构基本单元形成具有最多不超过四个凸起的凸结构或形成最多不超过四个凹入的凹结构。 4.如权利要求3所述的可收展吸能装置设计方法，其特征在于，所述根据凹凸结构基本单元信息、待吸能区域需求信息以及最终预估分割层位移信息确定每个凹凸结构基本单元的折叠图案特征长度、每个凹凸结构基本单元的三维周期尺寸以及每一分割层的凹凸结构基本单元规模信息包括：根据每一分割层的最终预估分割层位移信息获取每一分割层的层高信息；根据每一分割层的层高信息获取每个凹凸结构基本单元的折叠图案特征长度；根据所述凹凸结构基本单元的折叠图案特征长度获取凹凸结构基本单元的三维周期尺寸；根据所述凹凸结构基本单元的三维周期尺寸、待吸能区域需求信息获取每一分割层的凹凸结构基本单元规模信息。 5.如权利要求4所述的可收展吸能装置设计方法，其特征在于，所述获取凹凸结构基本单元的力位移信息以及调整限制条件包括：所述凹凸结构基本单元的力位移信息包括凹凸结构基本单元的力位移表达式，所述凹凸结构基本单元的力位移表达式如下： ；其中， 为凸状态的个数，其可取值为0、1、2、3、4； 为该凹凸结构基本单元所在分割层的最终预估分割层位移信息； 凹凸结构基本单元力位移曲线的关键参数； 为力位移曲线的位移；所述调整限制条件包括：约束1：每个凹凸结构基本单元只有五种凹凸状态，因此每个分割层中的五种凹凸状态所占比例之和为1；约束2：每个分割层中的五种凹凸状态的各自比例应大于等于零；约束3：要求每个分割层中的凹凸状态中的凸状态 凹状态；约束4：保证每个分割层中的凸状态总个数为该分割层所需的凸状态个数；约束5：保证每个分割层中至少有一个凹状态和凸状态。 6.如权利要求5所述的可收展吸能装置设计方法，其特征在于，所述根据所述凹凸结构基本单元的力位移信息、调整限制条件和最终预估分割层力信息分别获取每个凹凸结构基本单元的最优凸状态比例信息包括：为每一分割层进行如下操作：根据最终预估分割层力信息获取该分割层所需的凸状态总个数；获取该分割层的凸状态分布均匀的函数 ，其中， 为总体标准差， 为第i个分割层选择的凹凸结构基本单元规模信息； 为第i个分割层所需的凸状态总个数， 为各凹凸结构基本单元的所占比例；根据该分割层的凸状态分布均匀的函数和调整限制条件生成优化问题表达式： ；其中， 为优化问题的目标函数,即总体标准差； 为优化问题的约束条件，分别对应所述调整限制条件中的约束2、约束3、约束1、约束4中的限制；基于外罚函数法对优化问题表达式进行求解，从而获取最优凸状态比例近似最优解；根据最优凸状态比例近似最优解获取关于凸状态均匀分布问题的最优凸状态比例信息。 7.一种可收展吸能装置制造方法，其特征在于，所述可收展吸能装置制造方法包括：采用如权利要求1至6中任意一项所述的可收展吸能装置设计方法获取待吸能区域的可收展吸能装置三维模型；获取钢片材料以及膜材料；根据所述待吸能区域的可收展吸能装置三维模型对钢片材料以及膜材料进行加工从而制作基于凹凸设计的可收展吸能装置。 8.一种可收展吸能装置，其特征在于，所述可收展吸能装置为通过如权利要求7所述的可收展吸能装置制造方法制作获取的可收展吸能装置。