Numerical simulation informed rapid cure process optimization of composite structures using constrained Bayesian optimization

Madhura Limaye

doi:10.1177/00219983251406709

Numerical simulation informed rapid cure process optimization of composite structures using constrained Bayesian optimization

2026-01-01

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DOI：10.1177/00219983251406709

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本研究旨在通过统计方法解决层合复合材料的固化优化问题。该方法包括使用约束贝叶斯优化（cBO）结合高斯过程模型作为代理模型，以快速求解固化优化问题。该方法应用于两个案例研究，包括简单平直矩形层合板和更复杂的L形层合板的固化。针对两个案例研究定义了以最小化固化诱导变形为目标的固化优化问题。前者为双变量案例，使用两个固化周期参数作为设计变量，并受限于实现完全固化；后者为四变量案例，需满足完全固化及其他固化周期参数的约束。将cBO在两个案例研究中的性能与传统基于遗传算法（GA）的优化方法进行了比较。GA和cBO的结果比较（包括变形和最终固化度）显示高度一致（误差<4%）。通过比较GA（>1000步）和cBO（<50步）的收敛步数计算了cBO的计算效率。在所有优化案例中，cBO的计算效率均超过96%。案例研究表明，cBO在计算时间和准确性方面对于解决固化优化问题具有前景。

Keyword:

cure behavior

Bayesian optimization

process-induced deformation (PID)

thermoset composites

finite element analysis

Numerical simulation informed rapid cure process optimization of composite structures using constrained Bayesian optimization

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