CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化方法

摘要

碳纤维增强复合材料/钛合金(CFRP/Ti)叠层构件以其优异性能广泛应用于航空航天领域。为保证孔同轴度和加工效率,通常采用同一参数对CFRP/Ti叠层构件进行一体钻孔。而CFRP和钛合金的材料属性和切削性能各异,一体钻孔会出现不同程度的CFRP撕裂、钛合金出口毛刺、孔径偏差等多种质量缺陷。由于工艺参数对各个质量缺陷的影响不同,甚至存在矛盾,难以找到合适的参数使得各质量缺陷均达到最小。为得到最优工艺参数,提高钻孔综合质量,对CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化方法进行了研究。根据实际工艺情况建立了CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化模型;结合钻孔工艺参数离散化的特点,基于帕累托占优原理构建了帕累托最优工艺参数集穷举搜索算法,并基于宽容分层序列法构建最优工艺参数决策算法;以T700-TDE85/Ti-6Al-4V叠层构件为对象,得到了最优工艺参数,验证了方法的可行性和有效性。