研究目的
采用遗传算法和模糊逻辑对两步激光连接工艺获得的混合复合材料-聚合物接头的剪切强度进行建模与优化。
研究成果
研究表明，激光清洗能有效提升碳纤维增强复合材料（CFRP）与聚碳酸酯（PC）之间的连接强度。成功应用模糊遗传算法模型优化工艺参数，为在最小不确定性条件下实现最高连接强度提供了最优参数组合方案。该模型为工艺变异性及参数影响规律提供了重要见解。
研究不足
该研究的局限性在于两步激光连接工艺的可变性以及经验模型引入的系统误差。研究结果的适用性仅限于所测试的特定材料和条件。
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结合模糊算法与遗传算法优化两步激光连接工艺制备的混合复合材料-聚合物接头
DOI：10.3390/ma13020283
期刊：Materials
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
本研究结合遗传算法与模糊逻辑，对采用两步激光连接工艺获得的混合复合材料-聚合物接头的剪切强度进行建模与优化。该工艺第一步采用30瓦纳秒激光对碳纤维增强聚合物（CFRP）层压板进行表面处理（清洁），此阶段可去除CFRP表层基体材料并在固定工艺参数条件下实施；第二步采用二极管激光通过激光辅助直接连接（LADJ）技术将CFRP与聚碳酸酯（PC）板材接合。实验依据实验设计（DOE）方法制定试验方案，通过改变激光功率与激光能量开展研究。为验证清洁效果，采用相同工艺参数对未经处理的层压板也进行了连接测试。采用方差分析（ANOVA）检测工艺参数的统计影响。结果表明激光处理与工艺参数均对接头性能产生显著影响。随后建立基于模糊逻辑与遗传算法组合的不确定性模型，用于寻找能在最低不确定度水平下实现最大接头强度的最优工艺参数组合。该方法特别适用于评估工艺参数变化对模型精度及工艺稳定性的影响程度。
作者：
Gennaro Salvatore Ponticelli，Silvio Genna，Francesco Lambiase，Claudio Leone
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