近年来复合材料壳体在军事、民用等各个领域得到了广泛的应用，随着对产品质量要求的提高，生产工艺经历了从外固化工艺到内固化工艺的转变。虽然内固化工艺解决了外固化工艺生产工艺繁琐的问题，且从工艺上提高了产品的质量。但是芯模的制作往往是根据生产实践经验完成，很难保证芯模表面的温度分布的均匀性。若芯模表面的温度分布不均，往往会造成复合材料壳体固化不一致，出现分层现象。因此在传统的内固化工艺下很难精确的对温度的分布进行控制，需要通过其他方式去改变温度的分布。本文以芯模表面温度分布均匀性更好为目标，对内固化工艺使用的芯模结构进行改进。在对芯模结构进行分析后，确定设计变量为金属芯管的直径、金属芯管上小孔的直径以及数目。通过试验设计，确定进行试验的样本点方案，然后通过有限元仿真得到上述设计变量样本点的响应值。根据试验设计方案中的设计变量及其相应值之间的对应关系，通过响应曲面法拟合出响应曲面方程，该方程即为设计变量与温度分布之间的关系式。将设计变量与温度分布之间的关系显式表达后。以设计变量为优化变量，确定初始种群规模后，以芯模表面温度分布的响应曲面方程为目标函数，经过选择、交叉、变异等遗传操作后，运用遗传算法进行优化，最后获得芯模设计的最优方案。在本文中运用有限元仿真和实际实验方式进行验证对优化结果进行验证。首先，对优化出的结果进行建模仿真，通过与初始设计进行对比，优化后的芯模表面的温度分布更加均匀，说明优化方法是有效的。其次，对优化改进后的芯模生产出来的管道和未改进芯模生产出的管道进行比较，其结果是优化后生产出来的管道的弹性极限比优化前提高了4.25%，爆破压力提高7.51%。