基于灵敏度分析的机床床身多目标优化研究

发布时间：2018-12-06 09:41

【摘要】：为了找到对某卧式加工中心床身结构性能影响较大的尺寸参数,对床身结构尺寸进行灵敏度分析,确定了对床身质量及一阶固有频率灵敏度较大的尺寸参数。以灵敏度较大的尺寸参数作为设计变量,考虑床身的质量及一阶固有频率,利用响应面法对床身进行多目标优化求解,得到了一组最优的尺寸参数。对优化后的床身结构进行有限元分析,结果表明,优化后的床身质量减轻了171kg,并且其静、动力学性能得到了明显改善。对优化前后的整机进行谐响应分析,发现参考点的最大振幅得到了大幅下降,极大地改善了机床的动态性能。
[Abstract]:In order to find the dimension parameters which have great influence on the structure performance of the bed in a horizontal machining center, the sensitivity analysis of the structure size of the bed is carried out, and the dimension parameters which are sensitive to the quality of the bed and the natural frequency of the first order are determined. Taking the sensitive dimension parameter as the design variable and considering the mass of the bed and the first order natural frequency, the response surface method is used to solve the multi-objective optimization of the bed, and a set of optimal dimension parameters are obtained. The finite element analysis of the optimized bed structure shows that the optimized bed mass is reduced by 171kg, and the static and dynamic properties of the optimized bed are improved obviously. By analyzing the harmonic response of the whole machine before and after optimization, it is found that the maximum amplitude of the reference point has been greatly reduced, and the dynamic performance of the machine has been greatly improved.
【作者单位】： 清华大学机械工程系;清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室;电子科技大学机械电子工程学院;
【基金】："十二五"国家科技支撑计划项目(2012BAF01B02)
【分类号】：TG659

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 李小彭;赵志杰;聂慧凡;闻邦椿;;某型数控车床床身的模态分析与结构优化[J];东北大学学报(自然科学版);2011年07期

2 章婷;;基于有限元法的锻压机床床身结构优化设计[J];锻压技术;2010年06期

3 杨勇;张为民;李鹏忠;;基于动态灵敏度分析的数控机床床身结构优化设计[J];机械设计;2011年09期

4 王富强;芮执元;雷春丽;吴沁;;基于元结构的精密机床床身结构动态分析和优化[J];机械设计;2012年05期

5 姜衡;管贻生;邱志成;张宪民;陈忠;许冠;;基于响应面法的立式加工中心动静态多目标优化[J];机械工程学报;2011年11期

6 陈涛;李连波;潘中强;;基于有限元分析的数控铣床床身的优化设计[J];制造业自动化;2013年19期

7 郭垒;张辉;叶佩青;段广洪;;基于灵敏度分析的机床轻量化设计[J];清华大学学报(自然科学版);2011年06期

8 杨常青;胡亚辉;胡小民;;基于元结构的加工中心立柱动态优化设计[J];组合机床与自动化加工技术;2013年02期

9 邢晓辉;王洪川;王贵飞;丛明;孟国兴;;基于灵敏度分析的数控机床床身尺寸优化设计[J];组合机床与自动化加工技术;2013年11期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨明亚;王辉;张长泉;吴学农;卢灿举;;数控机床床身筋板布局方式的动态性能分析及优化设计[J];贵州大学学报(自然科学版);2013年01期

2 黄志超;程雯玉;占金青;陈伟达;薛曙光;;基于目标驱动优化技术的自冲铆接机C型框架结构优化[J];锻压技术;2013年05期

3 郭伟;王建;李巨韬;;基于NSGA-Ⅱ算法的电容称重传感器抗偏载能力的优化[J];传感技术学报;2013年11期

4 钱尧一;侯亮;卜祥建;林森泉;李胜玉;;发动机舱排气引射系统多目标优化设计[J];工程机械;2014年01期

5 夏琴香;时丰兵;赵学智;程秀全;;基于ANSYS Workbench的卧式旋压机床身结构设计[J];锻压技术;2014年01期

6 贾得芳;李赫林;黄海涛;商远杰;刘献军;;基于灵敏度分析的数控丝杆磨床床身优化设计[J];贵州大学学报(自然科学版);2014年02期

7 沈洁;;基于ANSYS的有限元设计分析方法[J];科技创新与应用;2014年29期

8 罗黎;孙蓓蓓;陈翰翔;;基于网格变形与代理模型的横梁参数化建模与轻量化优化[J];东南大学学报(自然科学版);2015年01期

9 李星;陈亚洲;皮钧;;基于灵敏度分析的轮式装载机铲斗设计[J];集美大学学报(自然科学版);2012年02期

10 李东君;;浅谈现代汽车模具开发[J];模具制造;2011年06期

相关会议论文 前1条

1 李铁;李卓;;固体火箭发动机静止试验推力架优化设计[A];力学与工程应用[C];2012年

相关博士学位论文 前1条

1 刘世豪;龙门机床进给系统热—力耦合动态建模分析及优化方法研究[D];南京航空航天大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 胡俊伟;10000KN精冲压力机虚拟设计研究[D];武汉理工大学;2011年

2 彭艳华;立式加工中心多目标优化设计[D];华南理工大学;2011年

3 吴良宝;CK1440型数控车床床身动态特性分析与结构改进[D];南京理工大学;2012年

4 盛猛;多层皮革高速裁剪机伺服进给系统多目标优化[D];浙江工业大学;2012年

5 韩斌;金属切削带锯床设计的若干问题研究[D];浙江工业大学;2012年

6 邵文强;浪形保持架自动拆解压力机的研制[D];大连理工大学;2013年

7 李慧宇;基于RSM的液压支架结构优化设计研究[D];郑州大学;2013年

8 陈刚;大型双进给珩磨头的刚度优化[D];兰州理工大学;2013年

9 杜义康;铣车复合加工中心直驱转台动静态特性分析及结构优化[D];兰州理工大学;2013年

10 李小刚;基于不确定性的产品关键结构力学性能优化技术及其典型应用[D];浙江大学;2013年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李小彭;赵志杰;聂慧凡;闻邦椿;;某型数控车床床身的模态分析与结构优化[J];东北大学学报(自然科学版);2011年07期

2 汤文成,易红,唐寅;机床大件结构的拓扑优化设计[J];东南大学学报;1996年05期

3 骆念武;申远;竺长安;王玉山;邓伟平;;基于有限元分析的液压机上横梁结构改进设计[J];锻压技术;2009年01期

4 王尚斌;孙宇;张庆飞;;5000kN机械压力机机身有限元分析[J];锻压技术;2009年02期

5 吕琳;邓明;李艳霞;王正立;;基于有限元分析的精冲液压机机身结构优化[J];锻压技术;2010年02期

6 吕恩琳,吕玺琳;结构模糊灵敏度分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年06期

7 张志红;何桢;郭伟;;在响应曲面方法中三类中心复合设计的比较研究[J];沈阳航空工业学院学报;2007年01期

8 熊俊涛;乔志德;韩忠华;;基于响应面法的跨声速机翼气动优化设计[J];航空学报;2006年03期

9 黄红武,赵小青,宓海青,贺兵;基于有限元的超高速平面磨床整机动力学建模及模态分析[J];湖南大学学报(自然科学版);2005年04期

10 顾元宪,马红艳,姜成,亢战,张洪武;海洋平台结构动力响应优化设计与灵敏度分析[J];海洋工程;2001年01期

相关博士学位论文 前1条

1 张学玲;基于广义模块化设计的机械结构静、动态特性分析及优化设计[D];天津大学;2004年

相关硕士学位论文 前2条

1 王富强;精密机床床身的动态特性分析与优化[D];兰州理工大学;2007年

2 张紫华;YH603型CNC弧齿锥齿轮铣齿机结构动态设计研究[D];天津科技大学;2008年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 倪晓宇,易红,汤文成,倪中华;机床床身结构的有限元分析与优化[J];制造技术与机床;2005年02期

2 王艳辉,伍建国,缪建成;精密机床床身的模态分析与结构优选[J];机械设计与制造;2005年03期

3 陈振玉;;机床床身结构动态分析与优化[J];机械;2006年S1期

4 唐浩;;大型机床床身的加工[J];制造技术与机床;2007年08期

5 刘晓东;尹志宏;林天清;张明旭;;ANSYS Workbench集成研发平台下的机床床身有限元分析[J];现代机械;2008年06期

6 王云霞;郭玉杰;;基于元结构的机床床身结构性能分析与优化设计[J];组合机床与自动化加工技术;2009年10期

7 陈叶林;丁晓红;郭春星;郭媛美;;机床床身结构优化设计方法[J];机械设计;2010年08期

8 刘世豪;叶文华;唐敦兵;陈蔚芳;;基于模糊综合评判的机床床身多目标优化设计[J];高技术通讯;2010年09期

9 王富强;芮执元;雷春丽;吴沁;;基于元结构的精密机床床身结构动态分析和优化[J];机械设计;2012年05期

10 徐凯;尹志宏;高军;李晓园;张强;;机床床身性能分析及方案优选[J];中国制造业信息化;2012年09期

相关会议论文 前3条

1 陈叶林;丁晓红;郭春星;郭媛美;;机床床身结构优化设计[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）论文集[C];2009年

2 程景山;;静载荷下组合机床床身变形的有限元计算[A];第三届全国结构工程学术会议论文集（下）[C];1994年

3 翟鹏;王丽霞;宋文平;郑永刚;;新型可重构高抗振性机床床身的设计研究[A];晋冀豫鄂蒙川云贵甘沪湘鲁十二省区市机械工程学会2007年学术年会论文集（山东、四川分册）[C];2007年

相关硕士学位论文 前7条

1 赵春燕;复合材料机床床身特性分析与试验研究[D];大连理工大学;2008年

2 王富强;精密机床床身的动态特性分析与优化[D];兰州理工大学;2007年

3 谭奇鑫;大型机床床身充型凝固及铸造热应力有限元分析[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 屈涛;树脂混凝土机床床身的动静态特性研究[D];昆明理工大学;2010年

5 郝世美;人造石精密机床床身动静态性能研究及结构强化[D];山东大学;2013年

6 于文菡;双轴精磨抛光机动态特性分析及优化设计[D];南京农业大学;2012年

7 张秀华;大型工件超长平面铣钻专用机床床身大梁与拖板的优化分析[D];广西大学;2005年

，

本文编号：2365837