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《基于轉移質量方式的龍門加工中心動橫梁結構優(yōu)化設計方法.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第9期機械設計與制造2012年9月MachineryDesign&Manufacturel9文章編號：1001—3997(2012)09—0019—03基于轉移質量方式的龍門加工中·動橫梁結構優(yōu)化設計方法：l：朱金波王宇陽紅陳強2黃輝z殷國富-(’四川大學制造科學與工程學院，成都610065)(四川迪泰機械有限公司，德陽618000)AOptimizationDesignMethodforMovingBeamofGantryMachiningCenterBasedonStructureMassTransferModezHUJin
2、—bo，WANGYu，YANGHong，CHENQiang，HUANGHui，YINGuo-ful(‘SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)(DitaiMachineCompanyLimited，Deyang618000，China)^l—’’’^”’^"、．—^t．、l一"Ht一卜"、1t、t斤’、孽N^-—●卅、．—^"、．—^、．，-’、I，【摘要】針對某大型龍門加工中·心動橫梁結構設計中存在一些部位
3、材料余量過大、一些部位剛度不足的問題，提出一種以轉移質量為核心的動橫梁結構優(yōu)化設計方法。方法是在對動橫梁進行動靜態(tài)性能分析的基礎上，利用模態(tài)分析和拓撲優(yōu)化技術辨識動橫梁結構中的冗余質量，并將其轉移到動橫梁剛度不足的薄弱位置，設計出在不改變動橫梁裝配尺寸的前提下具有較為均衡動靜剛度特性的動橫梁結構方案。通過對改進前后動橫梁結構的動靜態(tài)性能參數(shù)的分析對比，改進后動橫梁前4階固有頻率平均提高5．53％，整體方向最大變形量平均減少7．33％，表明該結構優(yōu)化方法是有效可行的。關鍵詞：拓撲優(yōu)化；模態(tài)分析；轉移質量；龍門加工中心動橫梁【Abs
4、tract】Sinceagantrymachiningcenter’Sdesignofmovingbeamstructurehasproblemslikesomepartshaveexcessivematerialsandotherslackofri~dity，theauthorproposedanoptimizationmethod，thecorecenterofwhichistodivertthebeamquality．Basedonstaticanddynamicpe咖，．，n肌ceanalysisofmovingbeam
5、，thismethodusesmodalanalysisandtopologyoptimizationtechniquestoidentifystructuralredundancyinmovingbeamweight,andthentransfetheredundantweighttoinadequaterigid—ityweakpositions．Itisamorebalancedschemewiththedynamicstiffnesscharacteristicsanddoesn"tchangetheassembtysi
6、zeofbeamstructure．Comparativeanalysisofstaticanddynamicperformanceparam—etersbeforeandertheimprovedmovingbeamshowsthatthemethodincreasesnatHrfrequenciesofthelowerfourordersby5．53％．a(chǎn)ndthesametimereducesthetotalmaximumdeformationby7．33％ataver—age，whichverifwstheefectiv
7、enessofthestructuraloptimizationmethod．KeyWords：TopologicalOptimization；ModalAnalysis；MassTransfer；MovingBeamofGantryMachiningCenter中圖分類號：TH16；TP205文獻標識碼：A加工中心的橫梁結構進行優(yōu)化，使其質量減輕6％，并顯著提高了1引言橫梁的靜、動態(tài)性能。文獻把龍門機床橫梁前5階實驗固有頻率隨著航空航天、軌道交通、船舶制造、機床制造及大型發(fā)電和有限元計算固有頻率進行比較，得出了橫梁前5階實驗固
8、有頻設備等國內(nèi)高端制造業(yè)快速發(fā)展，承擔其關鍵機械零部件制造的率和有限元計算固有頻率的最大偏差小于6％。龍門加工中心也快速發(fā)展。動橫梁是龍門加工中心的關鍵部件之上述對橫梁結構的優(yōu)化分析的探討都能從一個側面對橫梁一，其性能直接關系到龍門加工中心的整體性能，是龍門加工
