基于响应曲面法的热芯缠绕芯模结构优化

作     者：许家忠 袁亚男 高良超 杨海 XU Jia-zhong;YUAN Ya-nan;GAO Liang-chao;YANG Hai

作者机构：哈尔滨理工大学自动化学院哈尔滨150080 中国船舶重工集团第703研究所哈尔滨150078 

出 版 物：《玻璃钢／复合材料》 (Fiber Reinforced Plastics/Composites)

年 卷 期：2016年第1期

页      面：33-39页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：黑龙江省自然科学基金(E201301) 

主　　题：复合材料 热芯缠绕 响应曲面法 芯模结构 数值模拟 

摘      要：热芯缠绕工艺是实现复合材料壳体高效缠绕的新工艺,内加热芯模温度均匀性是保证制品成型质量的关键。以该工艺中的缠绕芯模为研究对象,选择小孔位置为优化变量,利用Box-Behnken试验设计方法设计一个三因素三水平的试验方案,对每个方案进行Fluent数值模拟,在芯模上标定温度跟踪点,计算芯模外表面温度跟踪点的均方差作为试验响应值。将得到的响应值利用最小二乘法拟合二阶响应曲面方程,利用统计分析软件Minitab分析得到最优位置组合。最后依据最优方案再次建模进行Fluent仿真验证。结果表明,模拟值与模型预测值吻合良好,芯模外表面温度均方差仅为1.96K,温度均匀性良好。