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《基于ICM拓?fù)鋬?yōu)化的加工中心床身輕量化設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2014年7月機(jī)床與液壓Ju1．2014第42卷第13期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol_42No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．13．033基于ICM拓?fù)鋬?yōu)化的加工中心床身輕量化設(shè)計(jì)任帥，宋冬冬(1．蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，甘肅蘭州730050；2．西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，陜西西安710049)摘要：為實(shí)現(xiàn)高速臥式加工中心床身的輕量化設(shè)計(jì)，以床身的質(zhì)量最小化為目標(biāo)，提出了基于ICM方法的拓?fù)鋬?yōu)化模型。分別對床身進(jìn)行了二維、三維拓?fù)漭p量化設(shè)計(jì)，并對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了可制
2、造化處理，給出了床身優(yōu)化后的仿真模型。基于有限元理論對新床身進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)性能分析。結(jié)果表明，在新床身具有良好的靜動(dòng)態(tài)性能的前提下，新床身比原床身質(zhì)量減少了13％，實(shí)現(xiàn)了加工中心床身的輕量化設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：ICM方法；拓?fù)鋬?yōu)化；輕量化設(shè)計(jì)；加工中心床身中圖分類號：TH123文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001—3881(2014)13—130—5Weight-reductionDesignforMachiningCenterBedBasedonICMTopologicalOptimizationRENShuai．SONGDongdong(1．S
3、choolofEnergyandPowerEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，LanzhouGansu730050。China：2．SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：Inordertorealizeweight—reductiondesignofhigh—speedhorizontalmachiningcenterbed，topologicalop
4、timizationmodelbasedonICMmethodwasproposedwithaviewtominimizethemassofthebed．The2Dand3Dtopologyweight—reductionde—signforthebedwererespectivelygiven，andmanufacturabilityprocessforthedesignresultsandthesimulationmodelofthebedafteroptimizationweregiven．Staticanddynamicper
5、formanceanalysesforthenewbedweregivenbasedonfiniteelementmethod(FEM)．Theresultsshowthattheweightofthenewbedreduces13％thantheoldbedinpremisesofthenewbedwithgoodstaticanddynamicperformance，whichcanrealizetheweight—reductiondesignofthemachiningcenterbed．Keywords：ICMMethod；
6、Topologicaloptimization；Weight—reductiondesign；Machiningcenterbed在機(jī)床產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，機(jī)床整機(jī)的性能通常由于ICM方法可避免拓?fù)渥兞恳蕾囉诔叽缁蛐螤顓⒁誀奚鼨C(jī)床質(zhì)量為代價(jià)來保證，阻礙了材料性能的發(fā)數(shù)信息，且具有優(yōu)化效率高，模型求解簡單易行，揮，增加了機(jī)床的制造費(fèi)用。因此，將結(jié)構(gòu)輕量化理便于實(shí)際工程應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。因此，本文作者以床身念引入產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程，對降低機(jī)床廠家的制造成本具的質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)，采用ICM拓?fù)鋬?yōu)化方法對有重要意義。機(jī)床床身作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部高速臥
7、式加工中心床身進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)果分，也是機(jī)床中質(zhì)量最重的部件，具有較大的輕量化表明該方法可有效降低床身的質(zhì)量，說明了方法的空間。因此，研究機(jī)床床身的輕量化設(shè)計(jì)方法，對實(shí)可行性?，F(xiàn)機(jī)床整機(jī)的輕量化意義重大。1基于ICM拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)的主基于ICM拓?fù)鋬?yōu)化的加工中心床身輕量化設(shè)計(jì)，要方法之一，其在實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)需保證結(jié)構(gòu)的其優(yōu)化模型或數(shù)學(xué)模型可描述為：靜動(dòng)態(tài)性能及產(chǎn)品的可制造性達(dá)到最優(yōu)。常見的結(jié)構(gòu)以床身質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)，即min(W=拓?fù)鋬?yōu)化方法有ICM方法-5](獨(dú)立連續(xù)映射模型方∑L(
8、x)0)，求=(?)。法)、變厚度法]、變密度法和均勻化方法“。=1收稿日期：2013—05—27基金項(xiàng)目：國家重大數(shù)控專項(xiàng)資助(2010ZX04001-032)作者簡介：任帥(1989一)，男，本科生，主要從事數(shù)字化設(shè)
