8轴激光焊接实验平台有限元分析和优化设计.pdfVIP

机械 设计 与制造 第 10期 58 Machinery Design Manufacture 2011年 10月 文章编号 ：1001—3997(2011)10—0058—03 8轴激光焊接实验平台的有限元分析及优化设计 肖阳柳 刘 涛 喻俊峰 (华中科技大学 机械学院，武汉 430074) Finiteelementanalysisandoptimizationdesignfor8一axisesIaser weldingexperimentalplatform XIAO Yang—Iiu，LIUTao，YUJun—feng (HuazhongUniversityofScienceandTechnology，MechanicalCollege，Wuhan430074，China) ； 【摘 要】设计了面向空间复杂拼缝的激光焊接的8轴激光焊接实验平台，为了满足激光焊接的加 }工要求，达到所要求的精度和稳定性，运用有限元方法对其进行设计和优化。首先将原始设计方案三维 i模型导入ANSYS中，运用有限元优化设计方法建立该平台的有限元模型，并进行了重要零部件及整机 ；的模态分析，主要分析了前8阶固有频率和振型，找出了其中的薄弱环节，并进行结构优化设计，提高 }了平台的动态性能。最后通过大量相关实验对该平台性能进行了验证，结果论证了该有限元模型的有效 t ；性和正确性。 关键词：焊接机床 ；有限元分析；模态分析；动态性能；优化设计 } A【bstract】A8--~％islaserweldingexperimentalplatformisdesignedandintroducedforcomplex3D lsealnweldinginit．Andinordertoreachtherequirementofthelaserwelding,suchastheaccuracynadthe lstabilityoftheplatform,finiteelementmethodisappliedindesigningandoptimizingtheplatfor~ First口 3DmodelfororiginaldesingproposalisimportedintotheANSYStobuild0finiteelementmodelofthe }platformwiththefiniteelementoptimaldesing method，nadthemodalnaalysisforkeypartsandthewhole iunitisconducted．Thenthefirsteightnaturalfrequenciesandmodeofvibrationoftheplatformraenaalyzed }tofindtheweaknessesoftheplatform．Furthermore，thestructuredesing isoptimizedtoimprovethe 一 }namicpe~ormnaceoftheplatform．Finally，themorerelativeexperimentsraecrariedout，whichresultrecti～ fiestheeffectivenessnadthecorrectnessofthefiniteelementmode1． } Keywords：Lasermachinetool；Finiteelementanalysis；Modeanalysis；Dynamicperformance； ；Optimizationdesign 中图分类号 ：TH16，V261．8 文献标识码 ：A 1引言 研发了新型的8轴激光焊接实验平台，如图1