基于TOSCA软件的精密卧式加工中心滑板的拓扑优化方法
本文选题:滑板 + 拓扑优化 ; 参考:《机械设计》2017年01期
【摘要】:研究了精密卧式加工中心"框中框"结构中关键结构件滑板的拓扑优化方法,提出了一种新的拓扑优化设计思路。首先在满足装配边界条件下最大限度地放开初始优化模型的设计区域,实现滑板的外轮廓拓扑优化;基于外轮廓结构设计得到二次拓扑优化模型,在约束外轮廓的基础上实现了滑板内部筋板的拓扑优化,最终得到一种新的滑板结构设计方案。在设计中以滑板结构多工况加权静态应变能最小,1阶固有频率最大为目标函数,以体积比为约束条件进行拓扑优化设计。采用新结构的滑板的静刚度在X,Y,Z三个方向均得到了提高,1阶固有频率提高了15.7%,质量减轻了6.5%,提出的优化方法对机床大件的拓扑优化具有重要的指导意义。
[Abstract]:In this paper, the topology optimization method of the slide plate of the key structural parts in the "frame in the frame" structure of the precision horizontal machining center is studied, and a new method of topology optimization design is proposed. Firstly, the design area of the initial optimization model is opened to the maximum extent under the condition of satisfying the assembly boundary, and the outer contour topology optimization of the slide plate is realized, and the secondary topology optimization model is obtained based on the outer contour structure design. Based on the constrained outer contour, the topology optimization of the inner stiffened plate is realized, and a new design scheme of the sliding plate structure is obtained. In the design of the sliding plate structure, the maximum of the minimum natural frequency of the first order of static strain energy is taken as the objective function, and the volume ratio is taken as the constraint condition to carry out the topology optimization design. The static stiffness of the slide plate with the new structure has been improved in the three directions of XY Z. The natural frequency of the first order has been increased by 15.7and the mass has been reduced by 6.5. the proposed optimization method has important guiding significance for the topology optimization of the large parts of the machine tool.
【作者单位】: 天津大学机械工程学院;
【基金】:国家科技重大专项资助项目(2013ZX04005-013)
【分类号】:TG659
【参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 马雅丽;赵二鑫;赵宏安;孙守林;;拓扑优化的数控车削中心床鞍轻量化设计[J];机械设计与研究;2011年03期
2 马超;马雅丽;赵宏安;王德伦;;VHT800立式车铣加工中心立柱结构静动态优化及轻量化设计[J];组合机床与自动化加工技术;2011年03期
3 饶柳生;侯亮;潘勇军;;基于拓扑优化的机床立柱筋板改进[J];机械设计与研究;2010年01期
4 肖利利;陈蔚芳;叶文华;杨琪;刘世豪;;“箱中箱”结构立滑板的有限元分析及其优化设计[J];山东大学学报(工学版);2010年01期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 段明德;李言;;结构参数对床鞍动态特性的影响[J];机械科学与技术;2016年10期
2 蒲凡;胡光忠;唐勇明;王旭旭;;立式加工中心主轴箱结构分析与优化[J];组合机床与自动化加工技术;2016年08期
3 刘毓希;高钦和;冯江涛;程祥瑞;;杠杆平衡式起竖机构的结构优化研究[J];机械传动;2016年08期
4 吴凤和;史红亮;许晓鹏;范俊伟;;基于功能截面分解的大型横梁拓扑优化[J];中国机械工程;2016年10期
5 魏锋涛;宋俐;代媛;;基于ANSYS Workbench的立式车床回转工作台结构优化设计[J];制造技术与机床;2016年04期
6 马雅丽;冯潇;;立式加工中心支承系统敏感性分析及其结构设计[J];组合机床与自动化加工技术;2016年03期
7 杜子学;罗辉;;基于拓扑优化的厢体骨架结构优化设计[J];机械设计与制造;2016年02期
8 刘成颖;谭锋;王立平;蔡钊勇;;面向机床整机动态性能的立柱结构优化设计研究[J];机械工程学报;2016年03期
9 薄瑞峰;阴书玉;闫帅印;沈兴全;;基于多频拓扑优化的深孔机床床身动态分析[J];机械设计与研究;2015年06期
10 桂林;肖义;徐妍妍;;卧式加工中心主轴箱尾筒结构优化设计[J];制造技术与机床;2015年12期
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 饶柳生;侯亮;潘勇军;;基于拓扑优化的机床立柱筋板改进[J];机械设计与研究;2010年01期
2 王晓煜;贾振元;杨帆;张树礼;;龙门加工中心横梁部件的拓扑优化设计与分析[J];制造技术与机床;2009年11期
3 李德珍;李宪凯;;五轴车铣复合加工技术的现状与发展趋势[J];航空制造技术;2009年12期
4 陈永亮;耿文轩;满佳;崔援朝;;基于结构配置与性能改进综合评价的机床结构适应性设计[J];中国机械工程;2009年09期
5 范文杰;范子杰;苏瑞意;;汽车车架结构多目标拓扑优化方法研究[J];中国机械工程;2008年12期
6 戴磊;关振群;单菊林;牛聪民;张洪武;顾元宪;;机床结构三维参数化形状优化设计[J];机械工程学报;2008年05期
7 汪列隆;朱壮瑞;;基于相对密度机床立柱结构的动力学拓扑优化[J];机电工程;2008年04期
8 陈成军;周以齐;杨红娟;;基于Solid Works模型的虚拟装配模型转换和表达方法[J];山东大学学报(工学版);2008年01期
9 丛明;房波;周资亮;;车-车拉数控机床拖板有限元分析及优化设计[J];中国机械工程;2008年02期
10 李磊;洪荣晶;张建润;孙庆鸿;彭文;姚树健;;立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计[J];机床与液压;2007年04期
,本文编号:1978132
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