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中国工程机械学报2024年第02期: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

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王海艳;付麒麟;周秩同;武晔;

单位:东北大学机械工程与自动化学院;

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。

关键词: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

基金资助: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)