基于代理模型和遺傳算法的熱芯纏繞芯模結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、熱芯纏繞成型方法是在傳統(tǒng)外固化成型方法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)新型復(fù)合材料制品生產(chǎn)制造方法，該方法可實(shí)現(xiàn)纏繞固化同步進(jìn)行，省去了脫模、轉(zhuǎn)運(yùn)工序，減少了設(shè)備占地空間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。其工作流程是在進(jìn)行纖維纏繞的同時(shí)，芯模內(nèi)部通入高溫蒸汽，蒸汽流動(dòng)對(duì)芯模金屬外表面進(jìn)行加熱，纏繞與固化同時(shí)進(jìn)行。采用熱芯纏繞成型方法生產(chǎn)的復(fù)合材料制品，成型效率更高，廢品、次品率低，目前此種工藝廣泛應(yīng)用在高端復(fù)合材料制品生產(chǎn)線上。熱芯纏繞成型方法的出現(xiàn)使

2、得復(fù)合材料成型技術(shù)得到了很大的改進(jìn)，但在實(shí)際生產(chǎn)中依然存在問(wèn)題:芯模是一根圓柱狀金屬管，高溫蒸汽在芯模內(nèi)流動(dòng)時(shí)，極易造成芯模軸向產(chǎn)生較大的溫度梯度，造成其外表面溫度不均。復(fù)合材料制品易出現(xiàn)部分管段固化不完全，進(jìn)而影響制品品質(zhì)。芯模軸向溫度場(chǎng)的分布在很大程度上受其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，針對(duì)以上問(wèn)題，本文以芯模結(jié)構(gòu)優(yōu)化為研究核心，對(duì)芯模進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以達(dá)到芯模外表面溫度場(chǎng)均勻的目的。
　　本文主要針對(duì)熱芯纏繞成型方法進(jìn)行研究，研究使用高溫

3、蒸汽作為加熱介質(zhì)的熱芯纏繞成型方法原理，構(gòu)建芯模及其內(nèi)部流動(dòng)的蒸汽流體的物理模型、蒸汽流動(dòng)與傳熱過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent進(jìn)行芯模蒸汽加熱過(guò)程數(shù)值模擬。依據(jù)響應(yīng)曲面法進(jìn)行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，確定試驗(yàn)因素及因素水平，依據(jù)Box-Behnken設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案進(jìn)行建模、劃分網(wǎng)格、數(shù)值模擬仿真。數(shù)值模擬仿真結(jié)束后，在芯模外表面設(shè)置溫度跟蹤點(diǎn)，讀取溫度數(shù)據(jù)，計(jì)算得到芯模外表面溫度的標(biāo)準(zhǔn)差以此值作為試驗(yàn)響應(yīng)值，進(jìn)而擬合出溫度均勻性與