基于NSGA-Ⅲ算法的碳纤维复合材料螺旋铣孔切削参数多目标优化

作     者：王海艳 付麒麟 周秩同 武晔 WANG Haiyan;FU Qilin;ZHOU Zhitong;WU Ye

作者机构：东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 

出 版 物：《中国工程机械学报》 (Chinese Journal of Construction Machinery)

年 卷 期：2024年第22卷第2期

页      面：208-213,219页

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)] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51705070) 河北省自然科学基金资助项目(E2020501014) 

主　　题：碳纤维增强复合材料(CFRP) 多目标优化 螺旋铣孔 NSGA-Ⅲ算法 主成分分析 

摘      要：碳纤维增强复合材料(CFRP)力学性能呈各向异性,层间强度低,为改善CFRP钻孔时中出现的缺陷,螺旋铣孔技术逐渐得到应用。为找到合适的切削参数使得CFRP各项加工性能均达到最优,对CFRP螺旋铣孔切削参数多目标优化方法进行研究。通过螺旋铣试验,测得不同切削参数下的切削力和孔径偏差;使用非线性拟合方法分别建立以径向切削力、轴向切削力、孔径偏差、切削效率为优化目标的多目标优化模型;采用第三代非支配遗传算法(NSGA-Ⅲ)进行多目标优化,获得帕累托最优解;基于主成分分析构建最优切削参数决策算法,完成切削参数解集优劣性能排序,获得满足不同加工性能的最优参数组合。结果显示:NSGA-Ⅲ算法与主成分分析方法的结合可使多目标优化取得良好的效果。