基于灵敏度分析的机床轻量化设计

对机床结构做轻量化设计,可以在保证刚度的基础上,减少制造成本。该文利用SolidWorks软件和ANSYS软件对一台机床(高速卧式加工中心)的结构件做分析测量,得到了各个结构尺寸变化时,质量变化对刚度变化影响的灵敏度。以灵敏尺寸作为优化参数、结构件质量作为优化目标、刚度和铸造工艺条件作为约束条件对该机床做了轻量化设计。利用计算机仿真轻量化过程,在保证刚度不降低的前提下,结构质量可降低312kg(6.9%)。结果表明:灵敏度分析是对结构做轻量化设计的有效途径。     

基于有限元分析的机床床身结构优化设计

以某型数控机床床身为研究对象,在对其结构进行静动态分析的基础上,提出了结构的初步改进方案,应用动态特性灵敏度分析原理对壁板、筋板的厚度等设计参数进行动态灵敏度分析,得出了各个设计参数对床身结构动态特性的影响程度,在此基础上以床身结构的静力变形、一阶固有频率和质量为优化目标,提出了该床身的最终结构设计方案。     

面向机床整机性能的床身静态特性分析

机床床身作为数控机床的基础支撑件之一,其静态性能对机床性能有重要影响。为得到单个部件的静态性能对整机的影响,以CLFH-200齿轮复合机床床身为研究对象,提出了一种针对机床单个部件性能与整机性能相联系的分析方法,采用Solidworks软件建立整机模型,运用ANSYS Workbench软件建立刚柔耦合有限元模型,利用双因素优选法确定机床床身最佳分析位置,选取刀具位移为静力学分析观测值。结果表明:由床身形变引起的刀具位移为0.004 85 mm,床身最大应力在材料许用应力范围。本文研究为机床单个部件的设计和优化提供了参考。     

轻钢结构分析及轻量化设计

轻钢结构相比于传统的钢结构更轻,它由基础体系、承重体系、支撑体系、楼盖体系、维护结构等部分组成,在设计时尤其要注意其轻量化设计.     

基于相对灵敏度的重型自卸车结构轻量化设计

为了实现重型自卸车的轻量化设计,通过对自卸车整体进行有限元建模,对其进行四种运输和两种卸料工况载荷作用下的刚度与强度分析及整车模态性能分析,评价其静态和动态工况下整车的性能要求。对整车部件进行位移、强度、模态和质量的灵敏度计算,并定义相对灵敏度。运用相对灵敏度分析的结果确定优化设计变量,在保证整车静动态性能不降低的前提下,对整车结构进行了尺寸优化和形状优化相结合的优化方法。结果表明,优化后整车静动态特性明显改善,且总质量减轻了10.2%。验证了该轻量化设计方法的可行性。     

基于等效静态载荷理论的机床运动部件轻量化设计

为保证机床的加工精度和切削效率,机床的运动部件需要较高的刚度和较轻的质量.以某型号磨床的主轴箱为研究对象,建立包含主轴箱、电主轴磨头和滚珠丝杠等部件的有限元柔性多体动力学模型,运用等效静态载荷理论将柔性多体动力学分析与静态结构优化理论相结合,采用拓扑优化技术对主轴箱进行轻量化设计.与传统静态载荷下的主轴箱结构拓扑优化设计相比,该方法更适用于机床运动部件的结构轻量化设计,优化后的主轴箱结构在保证静动态性能的前提下质量减轻8.5%.     

基于灵敏度分析的数控丝杆磨床床身优化设计

床身是磨床主要的工作部件,对零件的加工精度有决定性的影响,通过建立机床床身的有限元模型,利用灵敏度分析方法,对床身进行静动态特性分析,再对优化后的床身进行模态和静力分析。结果表明,优化后在质量不变的情况下,床身的静变形和固有频率得到明显提高,该方法可以推广到磨床其他部件的优化,为整机动态特性的优化提供了良好的方法。     

某轿车白车身的轻量化设计研究

文章建立了某轿车的白车身有限元分析模型,并根据白车身连接点刚度灵敏度分析,确定了白车身轻量化设计的设计变量;根据白车身自由模态分析,确定了轻量化设计的约束条件,从而建立了白车身轻量化设计的数学模型,通过轻量化设计给出了白车身的优化设计方案.     

灵敏度分析的客车车身模块重构与结构轻量化优化设计

提出基于灵敏度分析的车身模块重构设计,结合结构优化方法开展客车车身的轻量化设计.通过车身模块化减少灵敏度分析时的设计维度,并基于各子块厚度对车身扭转刚度的灵敏度系数进行车身的模块重构和结构优化.通过对比优化前后整车的强度,验证该方法对客车车身轻量化设计的可行性.结果表明:该方法使客车车身的质量降低了460 kg,最大应力减少了14.26%,且降低了车身结构优化设计的复杂度.     

基于拓扑优化与灵敏度分析的客车车身轻量化研究

文章以某半承载式客车为例,建立车身拓扑优化模型,综合考虑车身弯曲刚度和扭转刚度,进行拓扑优化设计;对拓扑优化后的车身结构进行灵敏度分析,优化车身杆件的厚度,经拓扑优化、灵敏度分析,车身减轻质量362kg,达14.6%,取得良好的轻量化效果。     

某型数控车床床身的模态分析与结构优化

利用ANSYS有限元分析软件,以某型机床床身为研究对象,建立床身的简化有限元模型,以固有频率作为衡量床身动态性能优劣的指标,通过模型在不同参数下的前六阶固有频率及振型进行对比分析,重点研究了不同床身高度时床身固有频率的变化趋势,以及主轴箱支撑台筋板不同布置方式对床身动态特性的影响,并对此提出有效的解决方案.结果表明,优化后的机床床身具有良好的动态性能,进而能够提高机床加工精度的保持性和可靠性.     

机床结构模态分析与优化设计软件的原理及应用

机床结构模态分析与优化设计软件ＭＡＯＤ使机床结构动态特性的分析及其 优化可以在微型机上完成。该软件以实际测量的激励和响应信号为输入信号。主要模块 包括：结构模态参数识别、复模态动画显示、动特性灵敏度分析、结构修改的模拟和结 构参数的优化等。文中简述了各主要功能模块的理论依据，给出了 ＭＡＯＤ软件应用于 框架结构和两台加工中心机床上的实例。     

金属切削机床主传动系统计算机辅助设计

本文试图应用计算机辅助设计技术设计机床齿轮变速主传动系统。所研制的计算机程序由两部分组成:(一)机床齿轮变速箱的优化设计,采用直观的启发方法求解咨种复杂的齿轮箱设计问题;(二)交互式绘制传动系统图的图形软件。     

Numerical Simulation and Analysis of Residual Stress in Machine Tool Bed Casting

ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｅｓｉｄｕａｌＳｔｒｅｓｓｉｎＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌＢｅｄＣａｓｔｉｎｇ￥ＸｉｏｎｇＳｈｏｕｍｅｉ，ＬｉｕＢａｉｃｈｅｎｇ，ＺｈｕＲｉｍｉｎｇ，ＧａｏＹｉｎｇ熊守美，柳百成，朱日明，高...     

基于公理化设计的机床再制造设计支持软件开发

在分析机床再制造设计过程特点的基础上,引入公理化设计的相关理论与方法,形成基于多域映射的机床再制造设计过程框图;基于此,设计并开发基于公理化设计的机床再制造设计支持软件,包括机床信息、用户需求、功能规划、结构设计、再制造工艺设计等5个功能模块;该软件在某重型机床再制造设计中进行了初步应用与实施。     

Dimensional Synthesis Design of Novel Parallel Machine Tool

IntroductionIn recent years,the kinematics design theory ofparallel machine tools(PMT) has been attractingmuch attention from industry and researchcommunities[1,2 ] . The dimensional design is oneimportant part of the PMT kinematics designtheory.　 The approaches in previous work on dimensionaldesign of PMT may be classified into twocategories. One category is local optimal designwhich focuses on finding a family of dimensionalparameters generating an isotropic configuration,that is,a conf…     

零件精度预测模型研究

以典型轴类零件（阶梯轴）为例，用数学统计和模型计算的方法对轴类零件在车床上加工的精度特性进行了分析，确定了研究零件的尺寸、形状和位置精度变化的规律性，从中可以预测用户对零件精度特性的选择及所选择金属切削机床的技术性能指标。     

FSAE赛车车架灵敏度分析与轻量化设计

以FSAE赛车车架为研究对象,构建了基于扭转刚度及模态频率综合灵敏度分析的车架有限元模型.通过考虑管件壁厚对车架性能影响的相对灵敏程度,从而选择更具针对性的设计变量进行优化设计.以车架质量最小为目标函数,以扭转刚度和模态频率为约束条件,对车架管件壁厚进行优化计算.结果表明,在保证使用性能的前提下,优化后的车架质量比原设计减少了6.01%.