[发明专利]基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法

权利要求书

1.一种基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：确定防爆盒主体结构参数；

步骤S2：选取防爆盒的待优化结构变量集；

步骤S3：以爆心环面形变量为目标，采用响应曲面分析法设计响应面实验表；

步骤S4：采用有限元软件进行建模仿真，开展参数影响分析，确立对目标有显著影响的参数作为最终的待优化结构变量；

步骤S5：确立优化目标的各目标的权重系数，构建最终的评价函数；

步骤S6：采用响应曲面分析法对步骤S4确立的最终的待优化结构变量进行实验设计，依次代入有限元软件中进行建模仿真，并对仿真结果进行归一化处理；

步骤S7：通过回归分析得到评价函数关于待优化结构变量的响应曲面，曲面响应最小值即对应最优结构变量，获得优化后的10kV电缆中间接头防爆盒结构；

步骤S5中：

所述优化目标为：爆心环面形变量峰值f₁(x)、封头中心应力峰值f₂(x)、防爆盒质量f₃(x)，权重系数分别为ω₁、ω₂、ω₃，且满足ω₁+ω₂+ω₃＝1，评价函数为：

f(x)＝ω₁f₁(x)²+ω₂f₂(x)²+ω₃f₃(x)²(1)；

步骤S6中：

所述对仿真结果进行归一化处理的方法为：选择某一内径和壳厚防爆盒爆心环面形变量峰值f₁₀、封头中心应力峰值f₂₀的仿真结果和防爆盒自重f₃₀为基准数据组，进行归一化的数学公式为：

2.根据权利要求1所述的基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法，其特征在于，还包括步骤S8：将优化后的10kV电缆中间接头防爆盒结构重新代入有限元软件中进行建模仿真，验证优化结果。

3.根据权利要求1所述的基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法，其特征在于：步骤S1中，所述防爆盒主体结构参数包括：防爆盒材质、总长度，主体结构直径和端头长度。

4.根据权利要求3所述的基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法，其特征在于：步骤S2中，所述防爆盒的待优化结构变量集为{x}，具体包括：端头直径A、壳体厚度B、泄压孔直径C和泄压孔距离D。

5.根据权利要求4所述的基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法，其特征在于：步骤S3和步骤S6中，所述响应曲面分析法为Box-Behnken Design算法。

6.根据权利要求5所述的基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法，其特征在于：步骤S4中，所述有限元软件为显式动力分析软件LS-DYNA。

7.根据权利要求1所述的基于响应曲面法的10kV电缆中间接头防爆盒优化方法，其特征在于：步骤S7中，所述回归分析采用SAS软件完成。