基于拓扑优化方法的机床立柱轻量化设计

论文摘要

以某型机床立柱为研究对象,开展了立柱结构的轻量化研究工作。首先,利用Hyperworks软件对立柱结构进行静态和动态特性分析,得到立柱在切削力工况下的应力、变形位移云图、固有频率、振型以及频率位移响应曲线;然后,采用变密度法以柔度最小为目标函数进行拓扑优化,根据拓扑优化云图得到立柱内壁的筋条排布形式;接着,提取加筋板的中面并建立2D模型,进行尺寸优化设计,得到加筋板的最优厚度尺寸;最后,将优化模型与原模型进行力学性能对比分析。优化结果显示:基于拓扑优化方法的机床立柱可在减轻重量的同时提高其静、动态特性。

论文目录

• 1 立柱有限元分析
•   1.1 立柱载荷及边界条件的建立
•   1.2 立柱静态分析
•   1.3 立柱动态分析
• 2 基于拓扑优化重建立柱结构
•   2.1 设计域与非设计域划分
•   2.2 结构拓扑优化结果
•   2.3 优化重构模型分析
• 3 尺寸优化设计
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张璐,杨洋,李嘉豪,刘轶,杜文强

关键词: 机床立柱,变密度法,拓扑优化,尺寸优化,模态分析,频率位移响应分析

来源: 机械 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 共享智能铸造产业创新中心有限公司

基金: 宁夏回族自治区自然科学基金项目(2018A0272)

分类号: TG502.1

页码: 42-46

总页数: 5

文件大小: 425K

下载量: 134