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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN103366043A
(43)申请公布日2013.10.23
(21)申请号CN201310217340.5
(22)申请日2013.05.31
(71)申请人天津大学
地址300072天津市南开区卫津路92号
(72)发明人牛文铁云青
(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人杜文茹
(51)Int.CI
G06F17/50
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
一种基于响应面模型的机床床身三
点支撑优化设计方法
(57)摘要
一种基于响应面模型的机床床身三
点支撑优化设计方法,包括:在CAD软件
中建立床身结构的简化模型;找出三点支
撑的极限位置,确定变量设计空间及优化
目标;在设计空间内选取静力学分析的试
验样本点;利用有限元分析软件对试验样
本点进行静力学分析计算提取响应值;根
据响应值建立反映结构设计输入与输出关
系的床身导轨处变形二阶响应面模型;运
用遗传算法获取响应面模型最优解,在建
立的二阶响应面模型的基础上,找出导轨
变形最小时的三点支撑位置;对床身实际
模型进行静力学分析,验证三点支撑优化
设计的可靠性。本发明减小机床变形,提
高机床加工精度;提高三点支撑优化效率
和优化精度,解决了现有优化技术中计算
量大、效率低、难以保证结果最优等问
题。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种基于响应面模型的机床床身三点支撑优化设计方法,其特征在于,包括如下
步骤:
(1)在CAD软件中建立床身结构的简化模型;
(2)找出三点支撑的极限位置,确定变量设计空间及优化目标;
(3)采用中心复合试验设计方法,在设计空间内选取静力学分析的试验样本点;
(4)利用有限元分析软件对步骤(3)得到的试验样本点进行静力学分析计算,提
取响应值,所述响应值为床身导轨处变形的包络体;
(5)根据步骤(4)得到的响应值建立反映结构设计输入与输出关系的床身导轨处
变形二阶响应面模型,在床身导轨处变形二阶响应面模型中,将
三点支撑的位置作为结构设计输入变量,导轨变形的长方形包
络体的高作为结构设计输出变量,根据三点支撑的位置及在不
同位置处导轨的变形构建出导轨变形的二阶响应面模型;
(6)运用遗传算法获取响应面模型最优解,在步骤(5)建立的二阶响应面模型的
基础上,运用遗传算法对响应面模型进行优化,找出导轨变形最
小时的三点支撑位置;
(7)对床身实际模型进行静力学分析,验证三点支撑优化设计的可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种基于响应面模型的机床床身三点支撑优化设计方法,
其特征在于,步骤(1)所述的床身结构的简化模型是指去掉减
重孔和窗孔这些复杂的内部信息后,只包含床身外形尺寸和筋板
结构的床身结构简化模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于响应面模型的机床床身三点支撑优化设计方法,
其特征在于,步骤(2)所述的三点支撑的极限位置是由立柱、
溜板和主轴箱的重心,溜板和主轴箱的重心,滑座和工作台的重
心极限位置来确定,以保证各重心在三点支撑范围之内。
4.根据权利要求1所述的一种基于响应面模型的机床床身三点支撑优化设计方法,
其
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