機床結(jié)構(gòu)的有限元分析及優(yōu)化.pdf

1、機床稱為工業(yè)母床，機床行業(yè)在機械制造業(yè)中占有舉足輕重的地位，為適應(yīng)當(dāng)代快速的科技進步和滿足民眾對于工業(yè)產(chǎn)品優(yōu)越性能的需求，現(xiàn)代機床行業(yè)正向高速、高精度和智能化化方向發(fā)展，因此針對機床相關(guān)技術(shù)的研究，運用快捷有效的有限元及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等現(xiàn)代工程設(shè)計與分析方法，對機床整體的開發(fā)設(shè)計階段的性能進行評估，對于縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期、提升產(chǎn)品的綜合性能、增強產(chǎn)品的市場競爭力具有重要意義。
　　本課題結(jié)合某機床廠提供的新型曲軸內(nèi)銑床模型，綜合參考國內(nèi)

2、外曲軸銑床技術(shù)，確定機床技術(shù)性能指標(biāo)，設(shè)計一臺大型曲軸銑床的床身，并研究其結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)性能。
　　本文對原廠提供的床身模型進行材料的選取、靜力學(xué)和模態(tài)分析，確定了其縱向支撐能力和保障動態(tài)穩(wěn)定性能力的不足之處。根據(jù)床身設(shè)計要求，采用混凝土填充和拓撲優(yōu)化的方法得到新的設(shè)計方案，并根據(jù)該方案進行床身的重新參數(shù)化建模并對新床身進行靜力學(xué)和模態(tài)分析，得到了床身整體位移，最大等效應(yīng)力，模態(tài)固有頻率和振型等結(jié)果，再與原有床身的分析結(jié)果進

3、行對比，確定新床身在靜態(tài)支撐能力和動態(tài)的穩(wěn)定性上得到大幅度提升。然后針對新建模型以獲得最小床身Y方向最大位移、最小等效應(yīng)力最大值、最小質(zhì)量為目標(biāo)進行建模參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化，得到最佳建模參數(shù)和設(shè)計結(jié)果，并且得到不同參數(shù)對優(yōu)化結(jié)果的響應(yīng)曲面，確定了各參數(shù)對計算結(jié)果的響應(yīng)關(guān)系，為相似問題的多目標(biāo)優(yōu)化分析和研究提供經(jīng)驗和數(shù)據(jù)支持。最后在不改變截面結(jié)構(gòu)的前提下根據(jù)床身隔板的不同間距預(yù)設(shè)三種床身模型并進行靜力學(xué)和模態(tài)分析，通過對比計算結(jié)果確定本課題床