“高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人”是“中國制造2025”的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。為進(jìn)一步提高機(jī)床產(chǎn)品性能,在結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)中必須采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)手段。拓?fù)鋬?yōu)化作為計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化最具發(fā)展前景的前沿技術(shù)之一,可以大幅提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文運(yùn)用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)對機(jī)床零部件進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。隨著數(shù)控機(jī)床不斷朝著高精度和高速度方向發(fā)展,對機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的剛度和質(zhì)量提出新的要求。龍門式加工中心是一類重要的數(shù)控機(jī)床,其滑枕性能直接影響整機(jī)的性能。在結(jié)構(gòu)上,滑枕剛度影響機(jī)床切削能力、效率和加工精度;在數(shù)控控制運(yùn)動(dòng)中,滑枕的質(zhì)量對軌跡控制精度影響較大,尤其是在高速切削中,“加速度設(shè)計(jì)”的理念要求不斷減輕運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量。本文在分析總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,以連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化技術(shù)為手段,以分析、優(yōu)化、綜合、定量、動(dòng)態(tài)為核心來減輕滑枕的質(zhì)量,提高其剛度和低階固有頻率,并提出一套用于機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,即綜合目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化后進(jìn)行多目標(biāo)尺寸設(shè)計(jì)。主要工作如下:（1）介紹了結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法和基于響應(yīng)面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,討論了基于SIMP的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型,明確本文優(yōu)化問題的解決方法。（2... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 課題的研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 拓?fù)鋬?yōu)化理論研究
        1.3.2 機(jī)床零部件結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化應(yīng)用研究
    1.4 本文的研究內(nèi)容
第2章 基于拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
    2.3 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法
        2.3.1 基于變密度法的SIMP數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 基于SIMP的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型
    2.4 基于響應(yīng)面法的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 滑枕部件的有限元建模及靜動(dòng)態(tài)性能分析
    3.1 引言
    3.2 龍門式加工中心的主要技術(shù)參數(shù)
        3.2.1 龍門式加工中心介紹
        3.2.2 主要技術(shù)參數(shù)
    3.3 滑枕部件有限元模型的建立
        3.3.1 滑枕部件的三維實(shí)體模型
        3.3.2 單位制及材料屬性
        3.3.3 網(wǎng)格劃分
        3.3.4 定義邊界條件
    3.4 滑枕部件的靜動(dòng)態(tài)性能分析
        3.4.1 滑枕部件靜力分析
        3.4.2 滑枕部件模態(tài)分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 滑枕部件結(jié)構(gòu)的綜合目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化
    4.1 引言
    4.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的目標(biāo)函數(shù)
        4.2.1 多工況剛度拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        4.2.2 固有頻率拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)
        4.2.3 綜合目標(biāo)函數(shù)
    4.3 滑枕部件拓?fù)鋬?yōu)化模型的建立
        4.3.1 定義設(shè)計(jì)空間和非設(shè)計(jì)空間
        4.3.2 定義設(shè)計(jì)變量
        4.3.3 定義約束條件和優(yōu)化目標(biāo)
    4.4 滑枕部件多工況剛度拓?fù)鋬?yōu)化
    4.5 滑枕部件固有頻率拓?fù)鋬?yōu)化
    4.6 滑枕部件綜合目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化
    4.7 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果的模型重構(gòu)
    4.8 本章小結(jié)
第5章 滑枕拓?fù)渲貥?gòu)模型的尺寸設(shè)計(jì)及優(yōu)化效果
    5.1 引言
    5.2 基于滑枕拓?fù)渲貥?gòu)模型響應(yīng)面的尺寸設(shè)計(jì)
        5.2.1 設(shè)計(jì)變量參數(shù)化及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.2.2 響應(yīng)面模型的構(gòu)建
        5.2.3 基于響應(yīng)面的尺寸設(shè)計(jì)
    5.3 滑枕的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果
    5.4 優(yōu)化后的滑枕部件靜動(dòng)態(tài)性能分析
        5.4.1 優(yōu)化后的滑枕部件靜力分析
        5.4.2 優(yōu)化后的滑枕部件模態(tài)分析
    5.5 優(yōu)化前后性能對比及評價(jià)
        5.5.1 滑枕優(yōu)化前后的性能對比
        5.5.2 比剛度結(jié)構(gòu)效能評價(jià)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多目標(biāo)遺傳算法在車身動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 王巖,陳無畏,謝有浩,鄧書朝.  汽車工程. 2017(11)
[2]構(gòu)件比剛度結(jié)構(gòu)效能提升設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用[J]. 朱金波,王秋林,方輝,殷國富.  成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(03)
[3]基于自適應(yīng)響應(yīng)面法的數(shù)控銑床尺寸優(yōu)化[J]. 張疆平,關(guān)英俊,賈成閣,畢海峰.  機(jī)床與液壓. 2016(19)
[4]汽車變速器殼體多工況自適應(yīng)性拓?fù)鋬?yōu)化方法研究[J]. 褚超美,周進(jìn),繆國,奚成捷.  上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]機(jī)床的總體配置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(下)[J]. 張曙,張柄生.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2016(04)
[6]機(jī)床的總體配置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(上)[J]. 張曙,張柄生.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2016(03)
[7]多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在車身輕量化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 周會(huì)鋒,王光耀,李碧浩,王大勇,王大志,徐自立.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2014(04)
[8]結(jié)構(gòu)多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 孫曉輝,丁曉紅.  機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2012(04)
[9]層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及其應(yīng)用研究[J]. 鄧雪,李家銘,曾浩健,陳俊羊,趙俊峰.  數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2012(07)
[10]基于ANSYS Workbench的主軸箱有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 周孜亮,王貴飛,叢明.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2012(03)

博士論文
[1]結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性及靈敏度分析研究[D]. 魏鵬飛.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于CAD/CAE快速響應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)GBESO法拓?fù)鋬?yōu)化及模型重構(gòu)研究[D]. 吳淑芳.中北大學(xué) 2014
[3]大型風(fēng)力機(jī)葉片多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D]. 王瓏.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)若干問題的建模、求解及解讀[D]. 牛飛.大連理工大學(xué) 2013
[5]多學(xué)科拓?fù)鋬?yōu)化方法研究[D]. 胡三寶.華中科技大學(xué) 2011
[6]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論與應(yīng)用研究[D]. 左孔天.華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]某重型汽車車架結(jié)構(gòu)抗疲勞輕量化設(shè)計(jì)[D]. 單喜樂.湖南大學(xué) 2018
[2]SZJY-14加工中心立柱特性分析及拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 朱遠(yuǎn).蘭州理工大學(xué) 2017
[3]銑車復(fù)合加工中心立柱結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化及仿生設(shè)計(jì)研究[D]. 楊忠泮.蘭州理工大學(xué) 2017
[4]MDH80加工中心結(jié)構(gòu)優(yōu)化與加工特性分析[D]. 羅孟然.大連理工大學(xué) 2014
[5]龍門銑削加工中心滑枕滑動(dòng)導(dǎo)軌微間隙補(bǔ)償系統(tǒng)研究[D]. 鄭元態(tài).浙江大學(xué) 2013
[6]立式加工中心多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 彭艷華.華南理工大學(xué) 2011
[7]高速立式加工中心關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 韓滔.大連理工大學(xué) 2010
[8]基于變密度法的連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 湯穎穎.長安大學(xué) 2008
[9]基于Optistruct拓?fù)鋬?yōu)化的應(yīng)用研究[D]. 蘇勝偉.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3055695