數控動力刀架的參數化建模與優(yōu)化設計.pdf

1、本文以YDT-D160／12型Y軸動力刀架為研究對象,完成了參數化建模、理論和實驗模態(tài)分析及拓撲優(yōu)化設計。主要內容如下：
　　 ⑴建立動力刀架的參數化模型。對Solidworks軟件用Visual Basic進行二次開發(fā),建立了動力刀架參數化平臺,實現了動力刀架零件和整機參數化建模,有關工作是刀架的模態(tài)分析和拓撲優(yōu)化設計的基礎,并將為動力刀架后續(xù)新型號(YDT-D125／12型、YDT-D100／12型)的快速開發(fā)提供支持。

2、r>　　 ⑵全面的模態(tài)分析。建立了主要零部件和整機的有限元模型。分別計算了自由模態(tài)和約束模態(tài)；為了和試驗結果進行比對,還建立了帶支架的動力刀架整機的有限元模型,計算了約束模態(tài)。
　　 ⑶刀架的模態(tài)試驗與模型驗證。對動力刀架單件和整機進行模態(tài)測試,分別得到了刀架單件和整機固有頻率和典型模態(tài)。刀架各個單件的試驗結果與仿真結果相比,前兩階固有頻率相差在7％以內,后四階基本在10％以內。刀架整機的試驗結果與仿真結果比較,其中動力刀架(

3、帶支架)模型的仿真結果與實驗結果得出的相應振型基本一致,驗證了動力刀架有限元模型的正確性；刀架最高轉速在8000r／min,其頻率為133Hz,實驗測得刀架的幾階固有頻率均不在133×80％～133×120％之間,動力刀架在這個頻率段工作時不會發(fā)生共振。
　　 ⑷拓撲優(yōu)化設計?；贖ypermesh軟件,應用變密度法,分別對刀架Y軸、箱體、刀盤進行了拓撲優(yōu)化；依照優(yōu)化結果對模型進行修改后裝配成整機,有限元模態(tài)分析顯示,整機質量減