基于多目标的SPFRAG车床床身结构优化设计

作者:乔雪涛*; 曹康; 李优华; 周世涛; 盛坤; 张洪伟
来源:制造技术与机床, 2023, (09): 146-153.
DOI:10.19287/j.mtmt.1005-2402.2023.09.020

摘要

为探索提高机床综合性能的新途径,提出了采用钢-聚丙烯纤维增强人造花岗岩复合材料(steelpolypropylene fiber reinforced artificial granite,SPFRAG)代替铸铁制作机床床身的方案。以某车床床身为基础,运用中心复合实验设计法和Kriging插值法建立响应面模型,通过对各设计变量进行灵敏度分析确定权重占比;基于多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA),以床身质量和一阶固有频率为约束条件、以最大总位移变形量和最大等效应力为优化目标,对复合材料床身结构进行了设计,并对优化后的床身结构经有限元软件进行动静态性能分析。结果表明:SPFRAG床身静、动态特性均优于铸铁床身,为复合材料床身结构设计提供了理论依据。

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