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：秦国华; 赖晓春; 金杨杨; 王华敏

来源：计算机集成制造系统, 2024, 1-19.

DOI：10.13196/j.cims.2023.0220

• 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

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。

• 单位
  江西省教育厅; 南昌航空大学