基于拓扑优化的龙门加工中心横梁轻量化设计

• 作者: 于慧 刘伟虔 刘洋 孙芹 张进生 李作丽
• 来源期刊: 组合机床与自动化加工技术
• 学科: 工学
• 关键词: 焊接横梁 Optistruct 静动态 拓扑优化 轻量化设计
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 设计与研究
• 页码范围: 8-11,15
• 页数: 5页
• 分类号: TH16|TG502
• 字数: 2403字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13462/j.cnki.mmtamt.2016.06.003

摘要

以大型铝材构件高速高效龙门加工中心的焊接横梁为研究对象,确定其结构原始方案,并对该方案进行静动态特性分析,获取主轴组件沿机床Y/Z向移动时刀头的位移情况以及横梁的前六阶固有频率和振型.基于变密度法对连续体结构横梁进行了拓扑优化设计,建立了最大刚度设计的拓扑优化模型和特征值问题的结构动力学拓扑优化模型.在Hypermesh/Optisruct中建立了不同优化模型的目标函数、约束条件、优化变量,对横梁的板筋布置、后壁板分别进行的优化.与优化前的结构相比较横梁的重量减轻11.5％,实现了横梁的轻量化设计,同时横梁的综合性能得到了明显的改善.