多目标驱动的立式精密磨床床身优化设计方法研究.pdfVIP

第 1期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 NO．1 2013年 1月 M odularM achineTool AutomaticM anufacturingTechnique Jan．2013 文章编号 ：1001—2265(2013)01—0023—04 多 目标驱动的立式精密磨床床身优化设计方法研究木 许春雷，郑清春 ，杨常青，胡亚辉 (天津理工大学 复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津 300384) 摘要：对磨床床身进行轻量化设计，在 Solidworks中建立合理的简化模型，然后导入 ABAQUS中进行 静态分析和模态分析 ，根据分析结果对床 身的结构提 出改进方案。安排正交试验对实验结果数据做 线性回归，然后进行灵敏度分析找 出对床 身刚度和重量敏感的结构尺寸。通过 中心复合试验设计采 取样本建立所选尺寸与床身最大变形量和重量的二次响应面模型。运用理想点法实现对床身最大 变形量和重量的双 目标优化。结果表明：床身刚度不减小，重量减轻 7％。 关键词：轻量化 ；有 限元分析 ；灵敏度分析 ；优化设计 中图分类号 ：TH16；TG65 文献标识码 ：A Optimization DesignM ethod ResearchofVerticalPrecisionGrinder BedStructureDrivenbyMulti-objective XUChun—lei，ZHENGQing—chun，YANGChang—qing，HUYa—hui (TianjinKeyLaboratoryforControlTheory＆ApplicationsinComplicatedSystems，TianjinUniversityof Technology，Tianjin300384，China) Abstract：Lightweightdesignofgrinderbed，InSolidworksestablishreasonablesimplified model，then intoABAQUStoperform staticanalysisandmodalanalysis，accordingtotheresultsoftheanalysispro— poseimprovementprogram onthebedstructure．Orthogonaltestontheresultoftheexperimentdata，lin— earregression，then the sensitivity analysisto identify thebody stiffnessandweightsensitivestructure size．Throughacentralcompositeexperimentaldesigntotakesamplestoestablish theselectedsizeand bedmaximum deformationandtheweightofthetworesponsesurfacemode1．Applicationofidealpoint methodtorealizethemaximum deformationandtheweightofthedoubleobjectiveoptimization．realize bedstiffnessdoesnotreduce．W eightloss7％ ． Keywords：lightweight；finiteelementanalysis；sensitivityanalysis；optimizationdesign 作台和滑板等组成 ，如 图 1所示。在保证 刚度 的前 O 引言 提下对其进行轻量化优化设计 ，就要对这些部件进 床身是数控机床 的重要支撑部件 ，提高其结构