高速铁路道岔数控龙门铣床的尺寸优化研究

针对高速铁路道岔数控龙门铣床基频偏低的问题,以机床整机为研究对象,对其主体结构的动态特性进行了研究,提出了一种基于灵敏度分析的尺寸优化方法。通过对机床主体结构的模态分析和谐响应分析,得到了机床的前10阶固有频率、振型以及幅频响应曲线,并找到了机床结构的薄弱环节;然后对机床进行了灵敏度分析,根据分析结果中各参数对质量与固有频率的敏感程度,选出了机床结构的关键尺寸,随后对机床关键尺寸进行了尺寸优化。研究结果表明:优化后,机床的固有频率得到了提升,并且成功避开了共振频率,可满足机床的设计要求。     

高速铁路道岔数控龙门铣床的多目标优化

以高速铁路道岔数控龙门铣床为研究对象.首先运用SolidWorks软件建立了机床的三维实体模型,然后运用Hy?perMesh软件建立机床的有限元模型,通过灵敏度分析找到机床结构的关键尺寸,并使用OptiStruct模块对其进行以柔度和固有频率为目标函数的尺寸优化,计算出了机床的最小柔度为5928.78J,最大1阶固有频率为34.87Hz.最后利用折衷规划法将柔度和固有频率组合成新的函数,并对其进行了多目标优化,优化后机床1阶固有频率提高了18.4％,2阶固有频率提高了17.1％,柔度降低了27.2％,质量降低了4.0％,优化效果良好.该优化方法可以为机床的优化提供参考.     

空间遥感相机大口径反射镜结构优化设计

为满足大口径反射镜在复杂空间环境下对高面形精度和热稳定性的要求,针对某Φ660 mm口径反射镜进行了轻量化研究。提出了一种采用经典理论公式创建反射镜初始结构,结合灵敏度分析和参数优化进行综合设计的方法。首先构建了反射镜参数化模型,采用灵敏度分析研究镜体结构参数对面形变化的影响规律,找到对镜面面形RMS值灵敏度高的结构参数进行优化迭代。相比于传统反射镜结构设计方法,此方法缩小了优化设计空间,节约了计算成本与时间,能够在设计空间内全局寻优,较快收敛于最优值。优化后反射镜在自重载荷工况下镜面面形PV值小于λ/10,RMS值小于λ/40(λ=632.8 nm),镜体质量为13.6 kg,轻量化率达78.4%。镜体组件一阶频率为121 Hz,满足反射镜动态刚度要求,根据优化后的结果建立了反射镜的最佳结构模型,并进行了投产制造。