编号：FTJS09102
篇名：碳纤维复合材料激光加工成本优化
作者：范晋伟 赵媛媛 任行飞 潘日 赵婉莹
关键词：激光加工 碳纤维复合材料 多目标优化 加工成本 NSGA-Ⅱ算法 工艺参数优化
机构：北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室
摘要：碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)具有高强轻质的优点,广泛应用于航空航天、汽车等行业.其传统的机械加工方式存在成本高、效率低及加工质量差等问题.激光加工通过对不同工艺参数的适当控制,可以实现微型化、超精密的切割.目前国内外学者在激光加工质量方面已取得较多成果,但缺少对加工成本的研究.分析了激光加工的成本构成,建立了激光加工工艺参数与加工成本的数学模型.并将该模型与已建立的激光加工热影响区宽度预测模型相结合,作为目标函数,采用NSGA-Ⅱ算法对工艺参数进行优化.获得了Pareto前沿面和Pareto最优解,可根据加工成本预算或所需要的热影响区宽度进行参数选择,完成对激光加工成本及加工质量的可控研究,对激光加工碳纤维复合材料的实际工程应用具有一定的参考价值.
