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《基于拓撲優(yōu)化的機床立柱筋板改進》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第26卷第1期機械設(shè)計與研究Vol.26No.12010年2月MachineDesignandResearchFeb.,2010文章編號:100622343(2010)012087206基于拓撲優(yōu)化的機床立柱筋板改進饒柳生,侯亮,潘勇軍(廈門大學機電工程系,廈門361005,E2mail:hliang@xmu.edu.cn)摘要:在拓撲優(yōu)化的基礎(chǔ)上,提出根據(jù)拓撲優(yōu)化結(jié)果改進筋板布局的方法,并結(jié)合案例,構(gòu)造了基于相對密度法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)動力學拓撲優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型,以結(jié)構(gòu)的相對密度為設(shè)計變量,分別以柔度最小化、一階固有頻率最大化為目標和兩者結(jié)合的多目標進行拓撲優(yōu)化。在采用多
2、目標優(yōu)化時,對兩個目標用加權(quán)和方法進行折衷處理,通過設(shè)置權(quán)值來確定兩者在優(yōu)化中所起作用大小。優(yōu)化后得出不同的密度云圖,根據(jù)密度云圖所示材料分部,改進筋板布局,達到提高機床動、靜態(tài)特性的目的。關(guān)鍵詞:拓撲優(yōu)化;機床立柱;筋板;密度云圖;多目標中圖分類號:TH16文獻標識碼:AImprovementoftheRibPlateinMachineToolsColumnBasedonTopologyOptimizationRAOLiu2sheng,HOULiang,PANYong2jun(DepartmentofMechanicalandElectricalEngineerin
3、g,XiamenUniversity,Xiamen361005,China)Abstract:Bymeansoftopologyoptimizationtechnique,anapproachdoingimprovingthelayoutofribplatesdi2rectedbytheoutcomeoftopologyoptimizationisproposedherein.Inconsiderationofactualengineeringscenarios,themathematicalmodelsofstructuraldynamiccharacteristi
4、ctopologyoptimaldesignoncontinuumstructureswereestab2lished,thenthismodelcarriesouttopologyoptimizationofpillarstructuresbymakingtherelativedensityofthestruc2tureasthedesignvariableswithminimizingthecompliance,maximizingthefirstordernaturalfrequencyastheobjec2tivesandacombinationofthetw
5、oasamulti2objectiverespectively.Whenoptimizingwithmulti2objective,compromiseprogrammingmethodisadoptedtoprocessthetwoobjectivesandtheeffectsofthetwoobjectivesaredeterminedbytheweight.Afteroptimization,differentdensitynephogramsarecreated.Withtheaidofthematerialdistributionshownindensity
6、nephograms,thelayoutofridplateisre2engineeredandthestaticanddynamicperformanceoftheinvestigatedmachinetoolisthereforeremarkablyenhanced.Keywords:topologyoptimization;column;ribplate;densitynephogram;multi2objective在機床各部件設(shè)計中,引入仿真技術(shù)可大大縮短機床開對機床精度有決定性影響?，F(xiàn)在以機床立柱為研究對象,借發(fā)周期,提高其性能。隨著機床向高精度方向發(fā)展,
7、對機床助有限元分析軟件hyperworks中優(yōu)化模塊optistruct,通過設(shè)動、靜態(tài)特性要求也越來越高。影響機床特性的因素有很置單優(yōu)化目標和多優(yōu)化目標進行拓撲優(yōu)化。并根據(jù)優(yōu)化結(jié)多,除了選取合理的尺寸,提高接觸面的剛度外,合理的布置果和實際筋板布置經(jīng)驗,更改板筋布局,使機床部件動靜態(tài)筋板也是提高機床剛度的重要方法。文獻[1]結(jié)合拓撲優(yōu)化特性都有一定程度提高。結(jié)果,改進筋板布局,提高了機床的動、靜態(tài)特性。目前拓撲1拓撲優(yōu)化方法簡介[1,2]優(yōu)化多集中在單目標優(yōu)化方面,但在實際的運用中,存在拓撲優(yōu)化是一種數(shù)學方法,能在給定的空間結(jié)構(gòu)中生成許多多個目標需
