基于拓扑优化的深孔钻床主轴箱的结构重构

• 作者: 张宏博 沈兴全 游小红 薄瑞峰
• 来源期刊: 机床与液压
• 学科: 工学
• 关键词: 主轴箱 深孔钻床 拓扑优化 模态分析 结构重构
• 年，卷（期）: 2013,（7）
• 页码范围: 150-153
• 分类号: TP391.9
• 字数: 2611字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2013.07.043

摘要

为有效提高深孔钻床关键件的动态性能并减轻其质量,运用有限元分析和拓扑优化相结合的方法,对Z8016深孔钻床主轴箱进行了结构优化设计.利用Pro/E对Z8016主轴箱初始结构进行了三维建模并导入HyperMesh进行模态分析;根据变密度法的基本思想,建立以箱体结构的相对密度为设计变量、以一阶固有频率最大化为目标函数、以体积分数(质量)为约束条件的拓扑优化模型,并以HyperWorks/OptiStruct软件为工具,对其进行拓扑优化,得到了主轴箱材料的最优分布图;根据优化方案对初始结构进行了重构设计.研究结果表明:改进后的主轴箱结构,一阶固有频率提高了6.71%,质量减少了6.85%,动态特性满足设计要求,从而为深孔加工机床中其他关键部件的结构优化提供了参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	薄瑞峰	中北大学机械工程系	38	193	8.0	11.0
2	沈兴全	中北大学机械工程系	116	573	12.0	16.0
3	游小红	中北大学机械工程系	6	61	5.0	6.0
4	张宏博	中北大学机械工程系	2	35	2.0	2.0