复合材料科学与工程ＤＯＩ：１０.１９９３６／ｊ.ｃｎｋｉ.２０９６－８０００.２０２３０６２８.０１４铺层参数对Ｆｅ／ＣＦＲＰ混合结构性能影响分析及优化荆烁文，王发展∗，何浩平，黄克鹏（西安建筑科技大学机电工程学院，西安７１００５５）摘要：为研究满足轻量化、高阻尼使用要求的Ｆｅ／碳纤维增强聚合物（ＣＦＲＰ）混合结构机床构件，本文运用引入约束因子的变密度法对原型铸铁横梁进行了三维结构拓扑优化，对其铺设ＣＦＲＰ自由阻尼层以提高阻尼特性。基于响应面法建立了关键铺层参数对结构最大变形与阻尼损耗因子的回归方程，并对铺层参数与横梁性能进行分析，通过遗传算法对复合横梁铺层参数全局寻优。结果表明：铺层角度为４６.０３°、０°铺层铺设比例为２５.３９％、铺层顺序为Ｃ２时，Ｆｅ／ＣＦＲＰ混合结构横梁综合性能最优，其刚度基本保持不变，重量减轻３５.７％，阻尼性能提升６２.７％，试验结果与仿真结果一致。关键词：Ｆｅ／ＣＦＲＰ混合结构；铣床横梁；铺层参数；阻尼；刚度中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－８０００（２０２３）０６－００９５－０９ＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｌａｙｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＦｅ／ＣＦＲＰｈｙｂｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅＪＩＮＧＳｈｕｏｗｅｎ，ＷＡＮＧＦａｚｈａｎ∗，ＨＥＨａｏｐｉｎｇ，ＨＵＡＮＧＫｅｐｅｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅＦｅ／ＣＦＲＰ（ｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒ）ｈｙｂｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌｃｏｍ⁃ｐｏｎｅｎｔｓｔｈａｔｍｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔａｎｄｈｉｇｈｄａｍｐｉｎｇ，ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｔｏｐｏｌｏｇｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｔａｌｂｅａｍｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｄｅｎｓｉｔｙｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｆａｃ⁃ｔｏｒｓ，ａｎｄ...
