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《基于拓撲優(yōu)化的龍門數(shù)控機床工作臺筋板設計與分析.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第7期組合機床與自動化加工技術No．72015年7月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJu1．2015文章編號：1001—2265(2015)07—0057—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．07．016基于拓撲優(yōu)化的龍門數(shù)控機床工作臺筋板設計與分析田亞峰，王禮明，李正羊，趙坤坤，葉霞(1．常州昌隆機床制造有限公司，江蘇常州213125；2．江蘇理工學院機械工程學院，江蘇常州213001)摘要：針對某型號龍門數(shù)控機床工作臺，利用Pro／E三維建模軟件設計出兩種工作臺筋板的實體模
2、型。以輕量化設計為優(yōu)化目標，通過拓撲優(yōu)化分析，合理配置結構，在拓撲優(yōu)化基礎上，提出利用ANSYS／Workbench有限元分析軟件對工作臺進行靜動態(tài)特性研究。結果表明，在工作臺質量略有降低的情況下，米字型筋板結構比原先的井字型筋板結構最大變形量減少29．7％，一、二階固有頻率分別提高18．5％和9．3％，提高了工作臺的剛度，使其運動特性明顯提升，為工作臺的設計提供了理論依據(jù)。關鍵詞：有限元分析；拓撲優(yōu)化；筋板結構；動態(tài)特性中圖分類號：TH122；TG659文獻標識碼：ADesignandAnalysisofWorktableStifenedPlatesofCNCGantryM
3、achineToolBasedonTopologicalOptimizationTIANYa—feng，WANGLi—ming，LIZheng—yang，ZHAOKun—kun，YEXia(1．ChangzhouChanglongMachineToolManufacturingCo．，Ltd，ChangzhouJiangsu213125，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，JiangsuUniversityofTechnology，ChangzhouJiangsu213001，China)Abstract：AccordingtotheN
4、Cgantrymachinetool，twodifferentkindsofstiffenedplatesweredesigned．withthemainoptimizationobjectiveoflightweightdesign，themethodoftopologicaloptimizationwastakentoveritytherationalityofworktablestructure，andthen，obtainedthestaticanddynamiccharacteristicofworktablewiththehelpofANSYS／Workbench
5、software．Theanalysisresultshowthatmaximumdeforma-tionofworktablewasdecreasedby29．7％．a(chǎn)ndthefirst—stageandsecond-stageinherentfrequencyoftheworktablewereincreasedby18．5％and9．3％，atthesametime，themassoftheworktablealsometthedesignrequirement．thisanalysismethodofworktableimprovedthestiffnessofwo
6、rktableandprovidedatheoreticalbasisforthedesignofworktable．Keywords：finiteelementanalysis；topologicaloptimization；structureofstiffenedplate；dynamiccharacter-jstic目前，以經(jīng)驗設計和類比設計的研究方法難以滿0引言足數(shù)控機床對高精度的要求，而常見的優(yōu)化只是在原龍門數(shù)控機床是一種高效率、高精度的機械自動有結構基礎上進行拓撲優(yōu)化，沒有考慮原先結構是否化加工設備，為保證其加工效率和加工精度，要求數(shù)控合理。機床基本部件具有優(yōu)良的
7、靜動態(tài)特性，即靜剛度和抗本文在分析工作臺筋板結構以及工況載荷的基礎振性j。工作臺作為龍門數(shù)控機床的重要部件，其運上，提出不同的筋板類型，并通過拓撲優(yōu)化分析，找出動特性直接決定了數(shù)控機床的運動性能，由于工作臺薄弱環(huán)節(jié)，根據(jù)分析結果對其進行改進，合理配置工作的結構尺寸以及筋板配置不合理，導致工作臺的剛度臺結構，并通過ANSYsY／Workbench檢驗優(yōu)化后的工不足，在機械加工過程中產(chǎn)生振動和變形，嚴重影響工作臺的合理性，不但提高了工作臺的靜動態(tài)特性，節(jié)省件的加工精度，因此有必要對龍門數(shù)控機床工作臺了材料，
