埋入电缆与光纤的复合材料构件在军用飞机等行业内的发展前景非常广泛,其具有节约装配空间进而实现装备的小型化、提升电缆与光纤网络装配效率、装配技术简单等突出优点。但是,由于电缆与光纤本身尺寸较大,埋入后易形成树脂富集区,使得该区域易产生应力集中从而降低构件的机械性能和可靠性,而构件所组成的军用装备使用条件往往十分恶劣,因此当埋入构件结构不合理(电缆直径过大、间距过小等)时,埋入区域更易在受到外界载荷时产生应力集中,影响信号与能量的传输,甚至发生破坏,大大降低了装备的使用可靠性。因此,为保证构件的使用可靠性,降低构件在外加载荷下的应力值,本文结合相关科研项目与产品研发的实际需求,以埋入电缆的复合材料构件作为研究对象,研究了构件结构参数对热载荷与随机振动载荷下构件应力值的影响,主要研究内容和成果如下:(1)分析了电缆埋入高度对构件应力值的影响规律,确定了复合材料构件中电缆的最佳埋入高度。通过ANSYS有限元软件建立了电缆埋入复合材料不同高度构件的有限元模型,然后分别对其在热载荷与随机振动载荷下进行仿真分析。仿真结果表明,在热循环温度载荷与随机振动载荷下,构件树脂富集区顶角附近的复合材料受力较大,产生应力集中,且当电缆埋入复合材料中面时,构件在热循环温度载荷与随机振动载荷下应力值分别为26.07Mpa和0.037MPa,综合应力最小。(2)通过多参数正交仿真实验,确定了相关结构参数对构件的影响程度。在电缆埋入高度对构件应力影响规律分析基础上针对构件其余结构参数(复合材料铺层厚度、埋入电缆直径、绝缘层厚度、埋入电缆数量、埋入电缆间距)设计了5因素4水平的仿真实验。对仿真结果进行极差分析,可知相关结构参数对构件应力影响程度依次为:埋入电缆直径(1.8043)>埋入电缆数量(0.9183)>埋入电缆间距(0.7178)>绝缘层厚度(0.6699)>复合材料铺层厚度(0.6586)。(3)构建了结构参数与热应力值数学关系模型,取得相关分析结论。基于逐步回归方法,对仿真所得16组正交实验数据进行了分析,使用JMP软件拟合得出构件结构参数与构件热应力值之间的数学关系模型,并对所得模型进行评价分析。由分析结果可知:得出的构件结构参数与构件热应力值数学关系模型可靠性强,拟合度较高,初步描述了构件结构参数与构件热应力值的函数映射关系。(4)进行了相关结构参数优化设计,取得了优化参数组合。利用遗传算法对构件的结构参数进行优化设计,得到对应的最优参数组合为:复合材料铺层厚度为0.2988mm,埋入电缆直径为0.60mm,电缆埋入高度为复合材料中面,绝缘层厚度为0.09mm,埋入电缆数量为2根,埋入电缆间距为5.5mm。优化后构件热应力理论值为22.81Mpa,实验值为23.171Mpa,与优化前最大热应力值相比减小了2.90Mpa,优化率为11.12%,优化效果明显。