本文關鍵詞：面向機床整機動態(tài)性能的立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究

  更多相關文章： 機床整機 動態(tài)性能 立柱 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 拓撲優(yōu)化 尺寸優(yōu)化

【摘要】：針對某機床結(jié)構(gòu)薄弱件立柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計,提出了一種基于拓撲優(yōu)化、筋板形式選擇與布局以及尺寸優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設計方法。首先利用有限元法(finite element analysis,FEA)對機床整機進行動力學分析,模態(tài)分析與諧響應分析結(jié)果表明立柱為影響整機動態(tài)性能的關鍵結(jié)構(gòu)件。然后以立柱結(jié)構(gòu)為優(yōu)化目標,對立柱進行拓撲優(yōu)化,根據(jù)拓撲優(yōu)化的材料分布情況設計了立柱的最優(yōu)基本結(jié)構(gòu)形式,再通過選擇抗彎、抗扭剛度較好的W類型筋板進行布局與尺寸優(yōu)化,得到了最終的立柱優(yōu)化結(jié)構(gòu)。最后對優(yōu)化的立柱結(jié)構(gòu)進行驗證,分析結(jié)果表明:該結(jié)構(gòu)設計方法有效地改善了整機的動態(tài)性能,在立柱質(zhì)量減輕的前提下,優(yōu)化后的整機前六階固有頻率均得到了不同程度的提高,其中一階固有頻率提高了10%以上;并且機床在x方向上的最大共振峰值下降了49.8%,y方向下降了70.1%,z方向下降了66.2%。
【作者單位】： 清華大學機械工程系;清華大學精密超精密制造裝備及控制北京市重點實驗室;電子科技大學機械電子工程學院;
【關鍵詞】： 機床整機 動態(tài)性能 立柱 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 拓撲優(yōu)化 尺寸優(yōu)化
【基金】：國家科技支撐計劃(2012BAF01B02) 國家04科技重大專項(2013ZX04001-021)資助項目
【分類號】：TG502
【正文快照】： 0前言*隨著現(xiàn)代加工制造業(yè)對機床加工精度、穩(wěn)定性、可靠性等要求的不斷提高,機床結(jié)構(gòu)件的優(yōu)化已逐漸向改善機床動態(tài)性能的方向發(fā)展。在機床結(jié)?國家科技支撐計劃(2012BAF01B02)和國家04科技重大專項(2013ZX04001-021)資助項目。20150201收到初稿,20151017收到修改稿構(gòu)件性能優(yōu)

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本文編號：836961