基于子结构的立加床身层级优化方法

李伟光; 韩林; 刘少帅; 刘福聪

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基于子结构的立加床身层级优化方法

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数控机床低阶振动取决于床身立柱等基础大件,提高床身低阶固有频率是保证整机动态加工精度的重要手段之一。基于逐层优化的思想,提出面向数控机床床身结构优化和正向设计的子结构-床身层级优化方法,实现由床身局部结构动态特性指导床身整体结构优化。以立式加工中心床身为例,提取床身内部子结构特征,以其开孔形状、开孔尺寸、轮廓尺寸、筋板壁厚等为设计参数,以原首阶固有频率为约束条件,以首阶固有频率的提升为目标。利用有限元方法,获得设计参数之间的最佳匹配关系,根据优化后的尺寸关系优化原床身结构,并对新结构进行静动特性分析。结果表明:床身局部子结构动态特性与床身整体结构特性存在正相关性,优化后的床身抗变形能力有所提升,床身总质量增加2.7%,在可接受范围内;前四阶固有频率较原床身结构均有大幅提升;重点关注的首阶固有频率提升幅度也达13%,且床身结构得到了简化;提出的子结构-床身层级优化方法,对数控机床床身的正向设计和结构优化具有普遍指导意义。

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来源
《装备制造技术》 |2022年第5期|17-19|共4页
作者
李伟光; 韩林; 刘少帅; 刘福聪;
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作者单位

天津职业技术师范大学机械工程学院;

天津市高端智能数控机床工程研究中心;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类计算机辅助机械制造;
关键词
床身; 子结构优化; 有限元方法; 静动特性;

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