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數控加工中心的結構尺寸優化
閱讀：145 發布時間：2020-8-10伯特利數控 加工中心 鉆攻中心
前言：
裝備制造業是國民經濟的基礎性產業，它支撐整個工業和國民經濟發展。傳統的經驗和類比法已越來越不能滿足當代機床快速設計的要求。隨著機床數字化設計技術的快速發展，各種機床靜動態特性分析方法逐漸趨于成熟，分析的精確性也越來越高,各種優化設計方法在許多學者的探索中逐漸得到發展，徐燕申等111對于元結構進行了研究，運用元結構不同的結構類型，通過改變其大小、組合形式、數量來獲得機床的不同的靜動態性能，達到設計所需要的結構郭壘等人0對尺寸優化進行了研究，通過計算剛度靈敏度、質量靈敏度來尋求關鍵尺寸，并進行輕量化設計；羅輝等人1運用靈敏度分析手段尋找關鍵尺寸，并進行多目標優化設計；羅孟然等"運用拉丁超立方
選取樣本點，并訓練響應面函數，而后運用神經網絡優化算法進行尋優：M⑴#:0^^等8在對滑架進行靈敏度分析的基礎上，對機床進行模糊約束，建立了模糊多目標函數，并進行了相應的優化。李芳等人[6]對拓撲優化進行了研究，在動力學仿真的基礎上，利用連續拓撲優化方法對橫梁進行了結構優化設計；楊彩芳等》運用能量分析的方法尋找薄弱環節，通過漸進結構優化方法對結構進行優化；倪曉宇等4以固有頻率和低剛度為約束，并以床身質量為目標函數進行漸進結構優化姜衡等人[)對基于響應面進行了研究，利用中心復合設計的試驗方法尋找樣本點，運用樣本點建立響應面模型，并進行多目標遺傳算法優化；申遠等人:111基于遺傳算法進行了多參數的多目標的協同優化；顏華生等11運用神經網絡方法來訓
練目標函數，并運用遺傳算法進行尋優；郭振光等1:運用遺傳算法對機床主軸進行優化設計然而，由于機床是一個極其復雜的結構體，設計變量、約束、目標函數之間的關系也是非線性的形式，不利于設計人員進行優化分析，從而使得大多數學者一般只分析單個零件的結構特性，而整機的靜動態特性無法由單個零件的靜動態特性進行反應，故分析整機的靜動態特性具有現實性以及必要性。本文作者將以XK719數控加工中心的整機為研究對象，運用有限元軟件HypcrWurks進行建模，基于靈敏度分析的基礎上運用比較成熟的尺寸優化作為整機的優化手段，尋找機床更為合理的結構設計。
1建立模型
運用SolidWmU軟件對XK719的整機進行建模:由于考慮到在有限元軟件中構建網格的方便性、準確性以及節省計算資源等因素，需對結構進行簡化：其簡化模型如圖I所示：