| 题名 | WH-7型卧式加工中心立柱特性分析及优化设计 |
| 作者 | 罗骁 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 罗生梅 |
| 关键词 | 卧式加工中心立柱 结合面 满意度理论 折衷规划法 灰色关联度分析 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 数控机床是装备制造业的工作母机,是反映工业技术水平的重要设备,广泛应用于工业生产制造的各个领域。我国的数控机床研发起步较晚,目前还处在一个高速发展和不断突破的重要阶段,与国际先进水平之间还有很大的差距,尤其是在结构设计和加工精度方面。本文以WH-7型卧式加工中心关键件立柱为研究对象,从卧式加工中心整机入手,通过有限元建模的方法分析了整机的动静态特性,提出了一种新的立柱结构拓扑优化方法并对其进行了优化设计。全文主要内容包括:(1)基于虚拟介质法的卧式加工中心主要结合面有限元建模及动静态特性分析。对卧式加工中心进行有限元建模,分析整机的静态性能,并在有限元模型的基础上运用虚拟介质法对卧式加工中心的主要结合面进行建模,经过模态分析和谐响应分析后得出了准确的动态性能数据。(2)引入满意度权重因子的立柱折衷规划法拓扑优化。以卧式加工中心立柱为拓扑优化目标,利用满意度理论对折衷规划法进行改良,建立了带有多工况满意度权重因子的多目标拓扑优化数学模型,并设置5组不同柔度频率目标函数权重比的拓扑优化数学模型进行对照,最终选择了结构清晰的柔度频率权重比为0.7:0.3的优化结果,在其基础上进行处理,得出了立柱的拓扑优化概念模型。(3)立柱模型关键尺寸的试验方案设计及应用灰色关联分析的最优方案选择。在立柱拓扑优化概念模型的基础上,选择支撑腔内筋板厚度、左侧支撑腔宽度和立柱支撑结构壁厚三个较为关键的立柱结构尺寸作为试验因素,采用Box-Behnken试验设计方法得出12组试验方案,建立各个方案的立柱模型,选定质量、最大变形量、最大应力值和一阶固有频率4个评价指标为依据,使用灰色关联分析法计算出各个方案的灰色关联度,最终选择出立柱的最优方案。通过对比原卧式加工中心发现,采用优化后立柱的卧式加工中心总变形量下降了43.65%,最大应力值下降了12.95%,并且整机的前四阶固有频率均有不同程度的提升,其中一阶基础频率提升了30.07%。通过对比证明了本次卧式加工中心立柱结构优化设计的有效性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 70 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94791]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 罗骁. WH-7型卧式加工中心立柱特性分析及优化设计[D]. 2019. |
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