基于复合优化方法立式数控加工中心的多目标优化设计

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12 749 kg减少到12 127 kg,减重达到4.9％,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

所属期刊栏目：31

分类号：TC659;TG356

资助基金：粤港关键领域重点突破项目佛山专项:2008Z51

在线出版日期：2012-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：48-52,57