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基于复合优化方法立式数控加工中心的多目标优化设计.pdf

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基于复合优化方法立式数控加工中心的多目标优化设计.pdf

文档介绍

文档介绍:振动与冲击
第 31卷第 6期 JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK
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基于复合优化方法立式数控加工中心的多目标优化设计
彭艳华1,管贻生1,张宪民1,姜横1,龚循飞1,陈忠1,许冠2,毛卫东2
(,广州 510641;,广东佛山 528247)
摘要: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
12749kg减少到 12127kg,减重达到 %,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。
关键词:多目标优化;拓扑优化;元结构;响应面法;有限元
中图分类号:TG659;TG356 文献标识码:A
Multiobjectiveoptimizationdesignforavertical
positeoptimizationmethod
PENGYanhua1,GUANYisheng1,ZHANGXianmin1,JIANGHeng1,
GONGXunfei1,CHENZhong1,XUGuan2,MAOWeidong2
(&AutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641,China;
,Foshan528247,China)
Abstract:Inordertosatisfythedynamicandstaticperformancerequirementofamachiningcenterandminimizeits
weight,acompositeoptimizationmethodwasproposedtostudydesignofamachiningcenterwithmultivariable,multi
constraintandmulti,thedynamicbehaviorofeachbig
partofthecenterwasanalyzedtoverifythecorrectnessofthefiniteele