摘要： 提出一种新型连续梯度变截面薄壁圆锥管（FGTT管），其截面直径沿其轴向以一种函数梯度的方式连续非线性变化，较传统等截面薄壁圆管（圆柱管）、连续线性变截面薄壁圆 管（圆锥管）具有更好的可设计性及更大的吸能潜力，工程应用价值较大。首先，建立了FGTT 管轴向冲击有限元数值模型并进行了精度验证，以此为基础采用有限元数值模拟方法分析比较了FGTT管与传统圆锥管轴向冲击吸能特性，并分析了上下直径差、梯度指数、冲击速度对FGTT管轴向冲击吸能特性影响规律；在此基础上，以FGTT管壁厚、上端半径和梯度指数作为设计变量，以其轴向冲击比吸能和初始峰值力为优化目标，结合拉丁超立方试验设计、响应面近似模型及NSGAⅡ多目标优化算法对其进行了耐撞性多目标优化设计。优化结果表明：优化后的FGTT结构与初始常规圆锥形结构相比，初始峰值力得到了很大程度的改善，下降了45.4％； 比吸能较原结构提高了13.5％；与原结构相比，该FGTT结构的质量减少51031％，取得了良好的优化设计效果。

关键词: 功能梯度锥形管（FGTT）, 轴向冲击, 耐撞性能, 多目标优化（MOO）

中图分类号: 

• U463.33