多目标优化与层次分析法相结合的滚齿机立柱改进设计.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术NO．12013年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2013文章编号：1001—2265(2013)O1—003l一05多目标优化与层次分析法相结合的滚齿机立柱改进设计术徐君，张荣闯，王军，孙军，于建智(1．沈阳建筑大学交通与机械工程学院，沈阳110168；2．东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110819)摘要：结合多目标优化与层次分析法在结构设计中的优点，对滚齿机立柱的设计参数进行改进。文章首先运用CAD软件建立滚齿机立柱的参数

2、化模型，并将其导入有限元分析软件AWB中对其进行动静态特性分析；其次通过灵敏度分析得到影响立柱性能的主要设计参数，同时可视化其对目标函数的响应面；然后将设计参数作为优化设计变量，以质量最小、变形量最小和一阶固有频率最大为目标函数对立柱进行多目标优化，得到优化方案的解集合；最后通过层次分析法确定立柱解集合中的各优化方案权重系数，寻找出最优解。关键词：多目标优化；层次分析法；机床立柱；灵敏度分析中图分类号：TH16；TG65文献标识码：A·TheOptimizationDesignwiththeIntegrationofMulti-objec

3、tiveOptimizationandAHPfortheColumnofGearHobbingMachineXUJun，ZHANGRong—chuang，WANGJun，SUNJun，YUJian—zhi(1．SchoolofTraficandMechanicalEngineering，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China；2．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，NortheasternUniversity，Shenyang11081

4、9，China)Abstract：Optimizationthedesignparameterforthegearhobbingcolumn，withtheintegrationofmulti—objectiveoptimizationandAHP．First，thepaperisgoingtoestablishitsparametricmodelusingCADsoftwareandputitintotheAWBwherevibrationmodalandthestaticanalysisareperformed．Thenusesens

5、itivityanalysistogainthemaindesignparameterswhichinfluencethecolumnpropertymost．Mean-while，lettheresponsesurfaceofobjectivefunctionvisua1．Furthermore，themulti—objectiveoptimizationdesignofthecolumnisperformedwiththesegeometricparametersasthedesignvariables．Afterallopti—mu

6、mproposalsareshowedup，usingAHPtodeterminetheweightingcoeficient，andfinallyfindoutthemostPareto—optimalsolution．Keywords：multi-objectiveoptimization；AHP；machinecolumn；sensitivityanalysis不是唯一的，而是存在一个最优解的集合，能够在给O引言定的区域内使多个目标均尽可能的到达最佳的优化机床立柱的结构是决定机床加工精度的关键因值。针对机床结构的多目标优化设计问题，

7、姜衡⋯素，对立柱进行结构优化设计，提高机床的加工精度等针对结构设计动态参数设计优化展开研究，对立一直是工程师们关心的问题。一般的优化方法只是式加工中心主要部件进行了参数多目标优化，并采从单一目标出发，没有实现部件总体的优化设计，比取遗传算法求取了最优解；JanZavrel等将由两个如将立柱刚度最大化作为目标函数，其质量作为约简单部件连接的机构，通过设定左右臂的长度为设束条件进行目标优化，优化的结果往往使得其他指计参数，刚度和可加速度为目标函数进行多目标优标的改进效果不理想。化，并采取遗传算法求得了最优解。多目标优化问题是实际中常见的问题，

8、与单目层次分析法是美国著名的运筹学家匹兹堡大标优化问题的本质区别在于，多目标优化问题的解学的T．L．Saaty教授于二十世纪七十年代提出的一收稿日期：2012—07—03；修回日期：2012—