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机械设计与研究2025年第02期:基于响应面法的双头机床横梁多目标优化设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:钟炳杰;林昌;黄智杰;林天华;

单位:莆田学院机电与信息工程学院;福建省华隆机械有限公司;

摘要:双头机床具有高效率、自动化程度高的优势,为了降低双头机床重量以及提升整机刚度。采用一种拓扑优化和基于响应面法的多目标优化设计方法。首先,在SolidWorks中简化模型,导入到ANSYS Workbench软件上对双头机床整机进行有限元分析找出薄弱部件为横梁,接着对横梁进行拓扑优化,重新设计横梁结构,完成第一次优化。然后,通过灵敏度分析得到关键参数,采用最优空间填充设计对关键参数进行实验设计得到147组样本,通过遗传聚集方法拟合出响应面模型,最后,采用多目标遗传算法进行求解,得到Pareto最优解集,完成第二次优化。结果表明:结构优化设计后的横梁质量减轻了8.84%,横梁的变形量下降了12.2%,整机的等效应力降低了21.38%。

关键词:多目标优化;;双头机床横梁;;最优空间填充设计;;响应面优化

基金资助:福建省自然科学基金资助项目(2022J05257)