摩擦焊機(jī)床身拓?fù)鋬?yōu)化研究.pdf

1、隨著電解鋁工業(yè)的快速發(fā)展和國(guó)家節(jié)能降耗政策的實(shí)施，越來越重視改進(jìn)電解鋁生產(chǎn)過程及其附屬設(shè)備中存在的諸多不足，如電解鋁生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)裝置，預(yù)焙陽(yáng)極導(dǎo)電裝置的導(dǎo)電性能因傳統(tǒng)焊接技術(shù)缺點(diǎn)而產(chǎn)生的耗能和環(huán)境污染等問題。正是在這種環(huán)境下，被譽(yù)為綠色焊接技術(shù)的摩擦焊成為首選。專用摩擦焊機(jī)是重型機(jī)床和鍛壓機(jī)床的有機(jī)結(jié)合，作為摩擦焊機(jī)的基礎(chǔ)支撐部件，床身對(duì)機(jī)床的加工精度、可靠性和經(jīng)濟(jì)性有直接的影響。因此，提高床身的剛度，降低質(zhì)量成為機(jī)床設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要

2、方面。
　　 本文詳細(xì)闡述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展，并深入研究了結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法中的拓?fù)鋬?yōu)化方法。其中包括拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立，數(shù)學(xué)模型的求解算法。然后分析對(duì)比了各個(gè)拓?fù)鋬?yōu)化方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出改進(jìn)意見。介紹了拓?fù)洳逯祮栴}，并對(duì)均勻化方法和基于SIMP的變密度方法及多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的求解算法進(jìn)行了研究，應(yīng)用基于SIMP的變密度法建立床身的剛度最大拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型，并對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，推導(dǎo)出基于SIMP的變密度法的床身拓?fù)鋬?yōu)化迭代公式，為后續(xù)

3、拓?fù)鋬?yōu)化提供理論基礎(chǔ)。
　　 以摩擦焊機(jī)床身為研究對(duì)象，應(yīng)用ABAQUS有限元分析軟件對(duì)床身進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)分析，獲得床身靜動(dòng)態(tài)性能，為床身拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)提供理論參考。然后在對(duì)連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的基本理論和算法研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用SIMP變密度拓?fù)鋬?yōu)化方法以O(shè)ptistruct有限元軟件為平臺(tái)，輸入床身拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)，以床身體積比為約束，前三階平均頻率為優(yōu)化目標(biāo)對(duì)床身進(jìn)行單目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化。使床身在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上前三階平均頻率提高6％，體