針對傳統(tǒng)機(jī)床橫梁設(shè)計中存在材料利用效率低、剛度不足和設(shè)計周期較長的問題,以某型號龍門加工中心橫梁結(jié)構(gòu)為研究對象,基于拓?fù)鋬?yōu)化和筋板形式選擇對橫梁進(jìn)行輕量化設(shè)計。首先對加工中心整機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,分析結(jié)果表明橫梁為影響加工中心性能的關(guān)鍵零部件。然后以橫梁為優(yōu)化目標(biāo),對橫梁進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化的材料分布情況設(shè)計了橫梁的最優(yōu)基本結(jié)構(gòu)形式,通過對比選擇靜、動態(tài)性能較好的‘X’類型筋板進(jìn)行布局,得到了最終的橫梁優(yōu)化結(jié)構(gòu)。最后對優(yōu)化的橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗證,分析結(jié)果表明:該結(jié)構(gòu)設(shè)計方法有效地改善了整機(jī)的動態(tài)性能,在橫梁質(zhì)量減輕2.1%的同時,優(yōu)化后的整機(jī)的靜剛度和前6階固有頻率均得到了不同程度的提高。 

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【文章目錄】：
0 引言
1 整機(jī)靜動態(tài)分析及優(yōu)化目標(biāo)確定
    1.1 機(jī)床整機(jī)結(jié)構(gòu)分析
    1.2 機(jī)床整機(jī)有限元分析
    1.3 機(jī)床整機(jī)靜力學(xué)分析
    1.4 機(jī)床整機(jī)的模態(tài)分析
    1.5 機(jī)床整機(jī)的諧響應(yīng)分析
2 橫梁的優(yōu)化設(shè)計
    2.1 橫梁拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型
    2.2 橫梁的受力及靜態(tài)特性分析
    2.3 橫梁拓?fù)鋬?yōu)化
    2.4 橫梁的模型重構(gòu)
3 橫梁筋板的分析與選型
4 新橫梁模型的驗證
5 結(jié)論



本文編號：3694035