冷镦机床身再设计孔洞形状优化.pdfVIP

第2期 机械设计与制造 2016年 2月 Machinery Design Manufacture 241 冷镦机床身再设计孔洞的形状优化 锕 彬 (湖北理工学院 机电工程学院，湖北 黄石 435003) 摘 要：针对冷镦机床身的拓扑优化在剔除材料的同时削弱了床身的整体力学性能，提出在冷镦机床身结构拓扑优化后 的再设计孔洞区域进行形状优化，即以床身多约束拓扑优化后的再设计孔洞，作为形状优化的设计变量，建立多边界的 形状优化模型；描述了形状优化中的Laplacian光顺算法，构建了冷镦机床身再设计孔洞的形状优化过程，并在Abaqus 中分别实现了某型号冷镦机床身再设计后单一孔洞和多孔洞的形状优化，分析了不同优化结果对床身整体性能的影响， 验证了所提出方法的有效性。 ． 关键词：冷镦机；床身；孔洞；拓扑优化；形状优化 中图分类号：11-I16；17-I122 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2016)02—0241—03 ShapeOptimizationoftheRedesignedHolesinColdHeadingMachineBed HEBin (SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，HubeiPolytechnicUniversity，HubeiHuangshi435003，China) Abstract：Consideringthatmechanicalpropertyofcoldheadingmachinebedisweakenedduetothedelimitatedmaterial er tPDZ吕yoptimization,amethodofshoeoptimziatoinisputforwardinwhcihtheredesignedholes rtopologyoptimization olesetasdes~nvariablesandamulti-boundaryshpaeoptimziatoinmodelisconstructed．ConstrainedLaplacianmesh smoothingalgorithminshapeoptimizatoinsidescribedandfkprocessofshpaeoptimizatiorlisbuilt．ByhelpsofAbaqus． shpaeoptimizatoinoftheredesignedsingleandmultihoelinatypeofcoldheadingmachinebedsirespectivelyrealized，and theeffectofdffierentoptimizedresultsontheoverallmechnacialpropertyofthebedisanalyzedtotestfiytheeffectivenessof the me thod． ， KeyW ords：HeadingM achine；Bed；Hole；TopologyOptimization；ShapeOptimization 1引言 现设计区域几何形状的改变，以优化结构、改善相关陛能I{]。形状 优化所寻求的目标可以是最小化结构面积或体积、应力集中系 锻压机床是机床中钢材消耗量最大的一类机床，而床身又 是锻压机床中占体积和重量比重最大的一部分，对床身进行合理 数，也可以最大化结构的疲劳寿命等。同时，区域边界还必须要保 减重是实现锻压机床轻量化的关键II【。冷镦机是典型的锻压机床， 持光滑的连续性条件，优化的形状边界须满足可制