碳纤维复合材料超声振动辅助钻孔工艺参数多目标优化方法
作者机构:江西省教育厅江西省教育国际合作与教师发展中心 南昌航空大学航空制造工程学院
出 版 物:《计算机集成制造系统》 (Computer Integrated Manufacturing Systems)
年 卷 期:2024年
核心收录:
学科分类:12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 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] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术(可授工学、理学学位)]
基 金:国家自然科学基金资助项目(51765047) 江西省自然科学基金重点项目(20232ACB204019) 江西省重点研发计划资助项目(20203BBE53049)
主 题:碳纤维复合材料 超声振动钻孔 Hashin-Puck失效准则 分层因子 神经网络 MOEA/D遗传算法
摘 要:碳纤维复合材料(CFRP)因其优越性能被广泛应用于航空航天领域,但在钻孔加工时,容易产生毛刺、分层和撕裂等缺陷,严重影响其发展应用。为了准确分析与预测CFRP钻孔过程中的分层缺陷,通过层内材料Hashin-Puck失效准则和Cohesive黏性层损伤失效机制,建立了CFRP超声振动钻孔有限元模型。与实验结果对比分析可知,轴向力和分层因子仿真值的最大误差分别为8.68%和5.54%。其次,构建了轴向力和分层因子的遗传优化神经网络预测模型,实验结果表明轴向力平均误差为3.60%,最大相对误差为7.06%。最后,建立了质量指标和效率指标为最小的多目标优化模型,并用MOEA/D遗传算法对模型求解,为CFRP钻孔工艺参数的合理选择提供切实可行的理论基础。