基于拓扑优化的深孔钻床主轴箱的结构重构

作者：张宏博; 薄瑞峰; 游小红; 沈兴全

来源：机床与液压, 2013, (07): 150-153.

• 主轴箱
• 深孔钻床
• 拓扑优化
• 模态分析
• 结构重构 Spindle box
• Deep drilling machine
• Topology optimization
• Modal analysis
• Structural reconstruction

为有效提高深孔钻床关键件的动态性能并减轻其质量,运用有限元分析和拓扑优化相结合的方法,对Z8016深孔钻床主轴箱进行了结构优化设计。利用Pro/E对Z8016主轴箱初始结构进行了三维建模并导入HyperMesh进行模态分析;根据变密度法的基本思想,建立以箱体结构的相对密度为设计变量、以一阶固有频率最大化为目标函数、以体积分数(质量)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,得到了主轴箱材料的最优分布图;根据优化方案对初始结构进行了重构设计。研究结果表明:改进后的主轴箱结构,一阶固有频率提高了6.71%,质量减少了6.85%,动态特性满...

• 单位
  中北大学