基于拓扑优化的龙门加工中心立柱轻量化设计
陈敏，张华伟，陈启愉，毛璐瑶，吴智恒*
（广东省智能制造研究所，广东 广州 510070）
摘要：主要针对GSLM3308龙门加工中心的立柱结构展开研究，为提高立柱性能的同时实现轻量化设计，使用OptiStruct软件对立柱进行了拓扑优化。优化模型在静力工况下以柔度最小化为目标，以体积变化量为约束，优化后的模型增加了立柱刚度，同时质量减少了14%。表明利用有限元分析方法在产品设计前期进行一定的结构设计，能够提供较优的拓扑结构，从而提高产品的整体性能。
关键词：机床立柱；拓扑优化；龙门加工中心
中图分类号：TH164 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2018.03.013
文章编号：1006－0316 (2018) 03－0050－03
Lightweight Design of Longmen Machining Center Column Based on Topography Optimization
CHEN Min，ZHANG Huawei，CHEN Qiyu，Mao Luyao，WU Zhiheng
( Guangdong Intelligent Manufacturing Research Institute, Guangzhou 510070, China )
Abstract：This paper mainly studies the structure of GSLM3308 Longmen machining center column, and the design of light quantification is achieved in order to improve the performance of the column, and the topology optimization is carried out using the OptiStruct software. The optimized model is minimized to the target in the static working condition with the constraint of volume change. The optimized model increases the stiffness of the column and reduces the quality by 14%. It is shown that the finite element analysis method can provide better topological structure and improve the overall performance of the product.
Key words：machine tool column；topology optimization；longmen machining center
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收稿日期：2017－06－28
基金项目：广东省科技计划项目（2014B050503006、2014A040401062、2015B090921003、2016A040403090）
作者简介：陈敏（1982－），男，湖北武汉人，硕士，高级工程师，主要研究方向为结构仿真与优化。*通讯作者：吴智恒（1970－），男，广西南宁人，硕士，教授级高工，主要研究方向为先进制造。
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