多目标优化在大型加工中心轻量化设计中的应用

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多目标优化在大型加工中心轻量化设计中的应用

【作者】 胡亚辉； 杨常青； 许春雷； 郑清春；

【Author】 Hu Yahui;Yang Changqing;Xu Chunlei;Zheng Qingchun;Tianjin Key Laboratory for Control Theory and Applications in Complicated Systems,Tianjin University of Technology;School of Mechanical Engineering,Tianjin University;

【机构】 天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室； 天津大学机械工程学院；
【摘要】 为保证某大型加工中心的加工精度和切削效率,以其关键部件立柱为例,提出以质量及一阶固有频率为多目标优化的机床轻量化设计方法。首先根据有限元法利用有限元分析软件ABAQUS对立柱进行动静态特性分析,根据立柱结构分析提取影响1阶固有频率与质量的关键因素。通过均匀试验设计,利用MATLAB建立目标与关键因素的多元线性回归方程并进行灵敏度分析,找出敏感性因素。运用响应面法建立敏感因素与目标的2阶响应面数学模型,进而建立以减轻质量与提高固有频率为目标的立柱优化模型,最后应用MATLAB对数学模型进行优化求解。立柱经过优化后,提高立柱固有频率的同时质量减轻13.6%。
【关键词】 立柱； 有限元法； 均匀试验； 灵敏度分析； 多目标优化； 【基金】 国家自然科学基金项目(51105275);天津滨海新区科技特派员科技专项基金项目资助

• 【分类号】TG659
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