基于NSGA-Ⅱ算法的缠绕过程多目标工艺参数优化

作者：韩宇泽; 刘雁鹏; 任中杰; 任明法^*

来源：复合材料学报, 2023, 1-10.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20231218.005

• 复合材料
• 纤维缠绕
• 层间剪切强度
• 孔隙率
• 纤维体积分数
• NSGA-Ⅱ算法
• 多目标参数优化

基于复合材料缠绕成型工艺过程，采用响应面法设计湿法缠绕成型试验，以缠绕制品的层间剪切强度、孔隙率为关键性能指标，根据试验结果建立缠绕张力、胶辊间隙、缠绕速度对缠绕制品性能的多元回归预测模型，并验证回归模型的准确性。结合回归模型与Morris法进行不同缠绕制品性能表征参数对各工艺参数的敏感度排序，并得到各工艺参数的相对稳定区间，通过缠绕成型试验验证敏感度分析的有效性。以缠绕制品的层间剪切强度大、孔隙率小为目标，通过主成分分析(PCA)得到层间剪切强度的贡献率为60.9%、孔隙率的贡献率为39.1%，利用NSGA-Ⅱ算法获得工艺参数最优解集：缠绕张力为65.1N、胶辊间隙为0.12mm、缠绕速度为0.17m/s，缠绕制品的层间剪切强度为54.4MPa、孔隙率为1.24%、纤维体积分数为74.13%。

• 单位
  大连理工大学