CAJ | 학술논문

为实现加工中心动静态性能不低于优化前性能,达到整机重量最轻的要求,提出了一种复合优化方法来研究多变量、多约束和多目标的数控加工中心优化设计.采用有限元分析和实验模态测试方法分析各大件动态性能,并验证了有限元模型的精确性.然后以该有限元模型为基础进行静态分析,得出各大件的最大变形及应力等.以柔度为目标,采用变密度法拓扑优化设计立柱结构的外形框架；以固有频率为目标,基于元结构的可适应性动态优化方法设计加工中心的筋板结构；以固有频率和质量为目标,基于响应面法的尺寸优化确定各结构的最优尺寸.最后将优化后的各大件进行整机装配,分析校核整机动静态性能.结果表明,优化后的整机在保证加工中心动静态性能的条件下,整机质量从12 749 kg减少到12 127 kg,减重达到4.9％,达到了整机的优化设计要求,说明该方法具有较高的精度和较强的工程实用性.
위실현가공중심동정태성능불저우우화전성능,체도정궤중량최경적요구,제출료일충복합우화방법래연구다변량、다약속화다목표적수공가공중심우화설계.채용유한원분석화실험모태측시방법분석각대건동태성능,병험증료유한원모형적정학성.연후이해유한원모형위기출진행정태분석,득출각대건적최대변형급응력등.이유도위목표,채용변밀도법탁복우화설계립주결구적외형광가；이고유빈솔위목표,기우원결구적가괄응성동태우화방법설계가공중심적근판결구；이고유빈솔화질량위목표,기우향응면법적척촌우화학정각결구적최우척촌.최후장우화후적각대건진행정궤장배,분석교핵정궤동정태성능.결과표명,우화후적정궤재보증가공중심동정태성능적조건하,정궤질량종12 749 kg감소도12 127 kg,감중체도4.9％,체도료정궤적우화설계요구,설명해방법구유교고적정도화교강적공정실용성.