基于ANSYS Workbench的龍門銑床橫梁多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計.pdf

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1、第2期組合機床與自動化加工技術(shù)No．22015年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2015文章編號：1001—2265(2015)02-0010—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．003基于ANSYSWorkbench的龍門銑床橫梁多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計木程彬彬，黃美發(fā)，吳常林，吳芬，劉思遙(桂林電子科技大學(xué)機電工程學(xué)院，廣西桂林541004)摘要：為了適應(yīng)高速、高精度加工目標(biāo)對龍門銑床橫梁部件的要

2、求，建立了橫梁的實體模型，分析了其在實際工況下的靜動態(tài)特性。通過對相關(guān)尺寸的靈敏度分析，找到了影響橫梁整體性能的關(guān)鍵因素。給出了橫梁的最大變形及低階固有頻率，并在此基礎(chǔ)上進行了多目標(biāo)優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明，采用此方法對提高橫梁的性能有很大的幫助。關(guān)鍵詞：ANSYSWorkbench；橫梁；多目標(biāo)優(yōu)化中圖分類號：TH122；TG65文獻標(biāo)識碼：AMulti-objectiveOptimizationDesignofGantryMillingMachineBeamBasedonANSYSWorkbenchCHENG

3、Bin．bin，HUANGMei．fa，WUChang．tin，WUFen，LIUSi．yao(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，GuilinUniversityofElectronicandTechnology，GuilinGuangxi541004，China)Abstract：Inordertoadapttohighspeedandhighprecisionmachiningtargetrequirementforgantrymillingmachi

4、nebeam。Entitymodelofbeamisestablished，Analyzedstaticanddynamiccharacteristicsunderactu—alconditions．Throughthesensitivityanalysisoftherelevantsizes，foundthekeyfactorsinfluencingthebeamoverallperformance．Thebiggestdeformationandlowordernaturalfrequencyofbea

5、mweregiven．themulti．objectiveoptimizationdesignwascarriedoutonthisbasis．Theoptimumresultsshowedthatthismethodisofgreathelptoimprovetheperformanceofthebeam．Keywords：ANSYSworkbench：beam；multi—objectiveoptimization面上有復(fù)雜孑L系結(jié)構(gòu)以及倒角、倒圓等，這些小特征在0引言劃分網(wǎng)格時會產(chǎn)生大量的有限元單元，

6、加大計算機的橫梁部件是龍門銑床的關(guān)鍵部件之一，上面安裝計算時間且降低了網(wǎng)格質(zhì)量。所以在實體建模時對原有滑枕系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)連接滑枕與立柱，承受來自滑枕的結(jié)構(gòu)進行了適當(dāng)?shù)暮喕?，本文利用ANSYSWorkbench切削力，是龍門銑床主要受力部件之一。隨著高速、高軟件自帶的DesignModeler模塊建立了橫梁的參數(shù)化精度先進制造技術(shù)的發(fā)展，對機床關(guān)鍵部件的整體性模型如圖l所示。能提出了更高的要求¨引，以往單一考慮機床靜態(tài)或者蕊爨毪{*動態(tài)性能的設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足要求，本研究在綜合考慮機床靜動態(tài)特性的基礎(chǔ)上對橫梁

7、進行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，降低了橫梁部件的變形，提高了其一階固有頻率，并適當(dāng)?shù)臏p輕了部件的質(zhì)量，改善了其整體性能，提高了龍門銑床的加工精度。姆?人1靜力學(xué)分析圖1橫梁模型1．1三維實體模型的建立1．2有限元模型的建立本文的橫梁模型來源于桂林某公司某型號龍門銑網(wǎng)格劃分是進行分析的基礎(chǔ)，劃分的好壞，影響計床，該結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，內(nèi)部是縱橫交錯的板筋結(jié)構(gòu)，表算精度和速度ANSYSWorkbench的網(wǎng)格劃分技術(shù)有收稿日期：2014—05—26}基金項目：國家自然科學(xué)基金(51365009)；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計劃項(

8、桂科能1355012—5)；廣西碩士研究生科研創(chuàng)新項(YCSZ2014134)作者簡介：程彬彬(1988一)，男，河南商丘人，桂林電子科技大學(xué)碩士研究生，研究方向為機電一體化技術(shù)，(E—mail)waityouremail@126．COITI；黃美發(fā)(1962一)，男，廣西蒙山人，桂林電子科技大學(xué)教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向為機電系統(tǒng)精度設(shè)計和智能測量方法等。