机床床身结构优化设计方法

结合基于近似模型的尺寸优化及拓扑优化技术,提出了机床床身结构优化设计的策略.首先以床身结构的刚度和基频为设计目标,以床身内部横隔板间距及厚度、垫铁间距为设计变量,通过中心复合设计法生成实验所需的设计变量的样本点,对生成的样本点进行有限元分析得到样本点的响应,借助最小二乘法建立近似模型二阶响应曲面.采用折衷法建立多目标优化模型,并用遗传算法进行求解.在此基础上,采用密度法对床身结构进行拓扑优化.实例计算结果表明,优化后床身质量减轻了4.45%,而刚度提高了5.8%.     

基于ANSYS Workbench的外圆磨床的有限元分析及优化

利用ANSYS Workbench大型有限元分析软件对外圆磨床床身进行有限元分析,并在此基础上以设计重量为目标函数,在保证机构具有足够强度和刚度的基础上,实现了磨床床身设计重量的大幅度下降,所得结论对进一步改进原有产品具有实用和指导意义。     

基于自适应成长原理的板壳结构加强筋分布设计技术

将自然界分枝系统形态自适应成长机理应用于板壳结构加强筋分布设计中,深入讨论板壳结构加强筋分布设计技术.应用ANSYS APDL二次开发语言进行编程,使提出的设计原理方便地应用于实际工程设计.整个应用程序包含前处理、优化迭代及后处理三个模块.前处理模块建立设计对象的基结构,基结构由基本板壳结构和初始加强筋组成.基本板壳结构可采用ANSYS中的建模模块创建或直接导入由其他CAE软件建立的几何模型,而初始加强筋由基本板壳结构上的节点连接而成的梁单元构成.优化迭代模块包含“选种”、灵敏度分析、分歧/成长/退化等功能.采用变量扰动法,基于ANSYS有限元分析模块计算活动加强筋的近似灵敏度.根据自然界分枝系统形态形成机理进行加强筋的分歧/成长/退化.最后由后处理模块输出设计结果.以若干典型的设计案例说明所提出方法的有效性,并通过与ANSYS的结构拓扑优化设计模块的设计结果比较说明了所提出方法的可行性．     

外圆磨床床身结构的拓扑优化设计

利用ANSYS、HyperWorks大型有限元软件对外圆磨床床身进行有限元分析,并在此基础上以设计重量为目标函数,在保证机构具有足够强度和刚度的基础上,实现了磨床床身设计重量的大幅度下降,所得结论对进一步改进原有产品具有实用和指导意义。     

磨床床身结构优化设计

基于参数化建模和结构优化设计理论,建立了某磨床床身的参数化有限元模型;以床身的筋板间距和壁厚为设计参数,在保证导轨刚度的条件下,采用整体优化和分层优化的方法分别对床身结构进行了优化设计,达到降低床身自重的目的,并对优化前后的结构进行了力学性能比较。整体优化是指同时优化所有的设计变量,而分层优化是指将设计变量根据其对设计目标和约束条件的影响进行合理分组,逐步优化。结果表明,采用分层优化技术可有效地解决设计变量较多的复杂结构优化设计。     

外圆磨床床身结构的拓扑优化设计

利用ANSYS、HyperWorks大型有限元软件对外圆磨床床身进行有限元分析,并在此基础上以设计重量为目标函数,在保证机构具有足够强度和刚度的基础上,实现了磨床床身设计重量的大幅度下降,所得结论对进一步改进原有产品具有实用和指导意义。