构件比刚度结构效能提升设计方法及其应用

作     者：朱金波 王秋林 方辉 殷国富 ZHU Jinbo WANG Qiulin FANG Hui YIN Guofu

作者机构：成都航空职业技术学院成都610100 四川大学成都610065 

出 版 物：《成都航空职业技术学院学报》 (Journal of Chengdu Aeronautic Polytechnic)

年 卷 期：2017年第33卷第3期

页      面：65-68页

学科分类：08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 

基　　金：国家科技支撑计划项目(编号:2015BAF27B01) 四川省科技支撑计划项目(编号:2014GZ0125) 

主　　题：比刚度结构效能 龙门机床 多目标优化 拓扑优化 

摘      要：针对构件结构静动态特性研究中如何有效确定优化设计对象、衡量优化设计结果的问题,引入了比刚度结构效能概念,提出了构件比刚度结构效能提升设计方法和步骤。从三个方面探讨了构件比刚度结构效能提升设计方法:一是量化构件结构静动态特性,通过比刚度结构效能概念把构件的质量、最大变形量和固有频率及构件材料的弹性模量这4个重要特性指标进行整合,得到比刚度结构效能数值,从而量化构件结构静动态特性;二是综合运用拓扑优化和多目标优化,找出优化设计对象,优化构件结构;三是计算构件动态比刚度结构效能数值和静态比刚度结构效能数值验证构件比刚度结构效能的提升。通过把比刚度结构效能提升设计方法应用到龙门机床动横梁构件优化设计中,优化后的动横梁构件静态比刚度结构效能数值平均提升了41.2%,动态比刚度结构效能数值提升了5.5%,验证了构件比刚度结构效能提升设计的有效性。