基于改进响应面法的电缆-碳纤维增强复合材料集成构件电缆埋置位置优化
2021-08-26周德俭庄功伟刘潇龙佘雨来
中国机械工程 2021年16期
杨 旭 周德俭, 庄功伟 宋 微 刘潇龙 佘雨来
1.西安电子科技大学机电工程学院,西安,7100712.桂林电子科技大学机电工程学院,桂林,541004 3.中国电子科技集团公司第十研究所,成都,610036
0 引言
随着无人机机载电子设备和电缆数量的不断增加,电缆布线空间变得越来越拥挤。碳纤维增强复合材料(CFRP)具有重量轻、强度高、稳定性好等特点,已被广泛应用于航空、航天和汽车等领域[1-2]。本研究将多根电缆埋入到CFRP基体中形成集成构件,既可以节省宝贵的布线空间,又能很好地保护和定位电缆,具有很好的应用前景。
现阶段集成构件已经成为研究热点,部分学者已对复合材料集成构件的可行性和应用效果进行了研究。LING等[3]将光纤埋入到复合材料结构中形成集成构件,已得到应用并取得了很好的效果;ARELLANO等[4]和TORRES等[5]使用有限元法(FEM)研究了传感器嵌入复合材料后对构件力学性能的影响,结果表明这个影响并不显著,证明了在复合材料中嵌入元器件的可行性。电缆的埋置位置是电缆-CFRP集成构件的重要参数,但目前综合考虑力学性能、电磁兼容性能和制造约束条件的电缆埋置位置优化的研究还未见报道。响应面法(RSM)适用于统计建模和参数优化问题,近年来在机械工程和复合材料等领域得到了广泛应用。学者们使用RSM对多因素交互作用下中部槽磨损问题[6]、塑制汽车离合器总泵的上下泵体在旋转摩擦焊接工艺中的焊接参数[7]和高性能纳米复合材料的参数优化问题[8]进行了研究,都取得了很好的效果。……
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