基于ANSYS Workbench的龙门铣床横梁多目标优化设计.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术No．22015年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2015文章编号：1001—2265(2015)02-0010—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．003基于ANSYSWorkbench的龙门铣床横梁多目标优化设计木程彬彬，黄美发，吴常林，吴芬，刘思遥(桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004)摘要：为了适应高速、高精度加工目标对龙门铣床横梁部件的要

2、求，建立了横梁的实体模型，分析了其在实际工况下的静动态特性。通过对相关尺寸的灵敏度分析，找到了影响横梁整体性能的关键因素。给出了横梁的最大变形及低阶固有频率，并在此基础上进行了多目标优化。优化结果表明，采用此方法对提高横梁的性能有很大的帮助。关键词：ANSYSWorkbench；横梁；多目标优化中图分类号：TH122；TG65文献标识码：AMulti-objectiveOptimizationDesignofGantryMillingMachineBeamBasedonANSYSWorkbenchCHENG

3、Bin．bin，HUANGMei．fa，WUChang．tin，WUFen，LIUSi．yao(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，GuilinUniversityofElectronicandTechnology，GuilinGuangxi541004，China)Abstract：Inordertoadapttohighspeedandhighprecisionmachiningtargetrequirementforgantrymillingmachi

4、nebeam。Entitymodelofbeamisestablished，Analyzedstaticanddynamiccharacteristicsunderactu—alconditions．Throughthesensitivityanalysisoftherelevantsizes，foundthekeyfactorsinfluencingthebeamoverallperformance．Thebiggestdeformationandlowordernaturalfrequencyofbea

5、mweregiven．themulti．objectiveoptimizationdesignwascarriedoutonthisbasis．Theoptimumresultsshowedthatthismethodisofgreathelptoimprovetheperformanceofthebeam．Keywords：ANSYSworkbench：beam；multi—objectiveoptimization面上有复杂孑L系结构以及倒角、倒圆等，这些小特征在0引言划分网格时会产生大量的有限元单元，

6、加大计算机的横梁部件是龙门铣床的关键部件之一，上面安装计算时间且降低了网格质量。所以在实体建模时对原有滑枕系统，其结构连接滑枕与立柱，承受来自滑枕的结构进行了适当的简化，本文利用ANSYSWorkbench切削力，是龙门铣床主要受力部件之一。随着高速、高软件自带的DesignModeler模块建立了横梁的参数化精度先进制造技术的发展，对机床关键部件的整体性模型如图l所示。能提出了更高的要求¨引，以往单一考虑机床静态或者蕊爨毪{*动态性能的设计方法已经不能满足要求，本研究在综合考虑机床静动态特性的基础上对横梁

7、进行了多目标优化设计，降低了横梁部件的变形，提高了其一阶固有频率，并适当的减轻了部件的质量，改善了其整体性能，提高了龙门铣床的加工精度。姆⋯人1静力学分析图1横梁模型1．1三维实体模型的建立1．2有限元模型的建立本文的横梁模型来源于桂林某公司某型号龙门铣网格划分是进行分析的基础，划分的好坏，影响计床，该结构比较复杂，内部是纵横交错的板筋结构，表算精度和速度ANSYSWorkbench的网格划分技术有收稿日期：2014—05—26}基金项目：国家自然科学基金(51365009)；广西科学研究与技术开发计划项(

8、桂科能1355012—5)；广西硕士研究生科研创新项(YCSZ2014134)作者简介：程彬彬(1988一)，男，河南商丘人，桂林电子科技大学硕士研究生，研究方向为机电一体化技术，(E—mail)waityouremail@126．COITI；黄美发(1962一)，男，广西蒙山人，桂林电子科技大学教授，博士，博士生导师，研究方向为机电系统精度设计和智能测量方法等。