葉片五軸加工中心高精度Y軸驅動結構拓撲優化

為保證機床的高動態性能，在保證結構剛度前提下需要對滑鞍結構進行拓撲優化去重處理，來提升動態性能。

4.1拓撲優化理論與優化模型建立

通過Ansys Workbench提供了結構優化分析模塊，能夠快速地解決產品優化設計問題[13]。此次分析采用結構優化模塊進行分析，并結合靜力學分析結果對初始滑鞍結構進行目標去除。

目標去除率γ小于最大去除率γ_max。

式中，[σ]為材料屈服極限，QT600為370MPa；σ_max為載荷狀態下材料的最大屈服力，根據仿真為12.567MPa；η_0為去除材料安全系數，取0.8。通過公式可以算出最大去除率為77.3%。

采用結構優化模塊對初始滑鞍模型進行拓撲優化分析，需要對模型進行靜力學分析，并導入結構優化模塊中[13-14]。滑鞍前側為鏤空部分，減重意義不大，后側為實心部分，因此設置拓撲優化目標區域為滑鞍后側。拓撲優化進行時質量約束逐漸收斂，迭代求解完成，拓撲優化結束，拓撲優化效果圖如圖7所示。經過對比在去除率在30%~40%之間筋格形狀最好，將筋格形狀提取與原有模型對比，結果如圖8所示。

4.2優化結果對比驗證

為驗證拓撲優化的成效，根據內部筋格形狀進一步在Solidworks中重新構建滑鞍三維模型。并對重構滑鞍開展了靜力學分析與模態分析，其靜力學分析的變形云圖如圖9所示。從質量、變形及前十階頻率值這3個維度，將初始結構與拓撲優化后的滑鞍進行對比，所得對比結果具體見表3和表4。

由圖6和圖9所示，優化前滑鞍所受最大應力為12.567MPa，優化后最大應力為10.376MPa。由于拓撲優化后材料分布更加均勻，應力集中點發生了變化，降低了應力集中現象，優化后滑鞍所受最大應力值減小，仍符合強度要求。

由表3和表4可知，滑鞍經過拓撲優化后，與初始滑鞍相比，其質量減小了13.15%，基頻降低了4.97%，最大變形量雖增大了，但仍符合設計需求。因此，經過拓撲優化明確了滑鞍合理的結構形態分布，同時實現了減輕整體質量、增強結構支撐剛度的目標。

黄色大片免费看-午夜专区-韩国一级片在线观看-中文字幕久热-亚洲字幕在线观看-精品国产乱码一区二区-亚洲字幕av一区二区三区四区-www.97视频-国产一区二区视频网站-在线观看涩涩视频-操你妹影院

葉片五軸加工中心高精度Y軸驅動結構拓撲優化

產品視頻

U30五軸加工中心視頻

U30Pro五軸加工中心視頻

U600S五軸加工中心視頻

聯系我們

關注官方微信