位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
深孔钻床床身的拓扑轻量化设计
  • ISSN号:1001-3997
  • 期刊名称:《机械设计与制造》
  • 时间:0
  • 分类:TH16[机械工程—机械制造及自动化] TG523[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]中北大学机械工程系,山西太原030051, [2]山西省深孔加工工程技术研究中心,山西太原030051
  • 相关基金:国家自然科学基金(51175482);山西省科技攻关项目资助(20090322012)
中文摘要:

为了实现深孔机床的轻量化设计,运用有限元分析和拓扑优化相结合的方法,对Z8016深孔钻床床身进行了结构优化设计。首先,利用UG对Z8016的床身初始结构进行了三维建模并导入HyperWorks进行模态分析,然后,根据变密度法的基本思想,建立以床身结构的相对密度为设计变量,以体积分数(质量)最小化为目标函数,一阶固有频率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,得到了床身材料的最优分布图,最后根据优化方案对初始结构进行了重构设计。研究结果表明,改进后的床身结构,一阶固有频率基本保持不变,质量减少11.2%,满足设计要求。

英文摘要:

In order to achieve the lightweight design of the deep hole machine, structural optimization design of machine bed of Z8016 is performed based on FEA and topology optimization. Firstly, the original 3D solid model of machine bed is made by using UG and modal analysis is carried by the platform of HyperWorks. According to the theory of variable density, the topology optimization model is established by making the relative density of the structure as design variables and minimizing the volume fraction of the machine bed as objectives and the tint-order natural frequency as constraint conditions. A n optimal distribution of structural material of machine bed is obtained. Depending on the optimization results, the model of machine bed is redesigned. From the optimization results, the first-order natural frequency has almost no change, the mass is reduced by 11.2%, the results met the requirements of design.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《机械设计与制造》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国教育部
  • 主办单位:辽宁省机械研究院 东北大学
  • 主编:张义民
  • 地址:沈阳市皇姑区北陵大街56号
  • 邮编:110032
  • 邮箱:mdm1963@163.com
  • 电话:024-86899120 86894543
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3997
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1140/TH
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,中国科技核心期刊,辽宁省优秀科技期刊一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:30635