液體靜壓導軌的多目標優(yōu)化及流場仿真分析.pdf

1、隨著超精密機床在民用、國防以及空間科學等領域的需求日益增大，對超精密機床的加工精度和工作性能的要求已越來越高，決定超精密機床性能的因素較多，其中主要取決于其關鍵部件的性能。導軌副是直接保證超精密機床各運動部件之間相對位置精度和相對運動精度的重要部件。液體靜壓導軌能夠很好的解決普通導軌常遇到的振動與摩擦問題，因此液體靜壓導軌無疑是超精密機床導軌系統(tǒng)選擇的最佳方案之一。為保證液體靜壓導軌具有高速、高效、高精度的設計要求，靜壓導軌必須具有良好

2、的承載能力和油膜剛度。本文以恒壓閉式液體靜壓導軌平臺為研究對象，主要從以下幾方面內(nèi)容進行了研究:
　　(1)對恒壓和恒流量、閉式和開式靜壓導軌性能進行綜合比較，選擇了恒壓閉式液體靜壓導軌。重點分析了閉式靜壓導軌中對稱和非對稱結構形式的靜態(tài)特性，得出了導軌左、右兩組側油腔之間的懸梁臂跨度L對導軌工作臺擾度的影響規(guī)律。
　　(2)根據(jù)本課題背景中研制的超精密機床技術指標，對恒壓閉式液體靜壓導軌進行了結構設計及計算，并利用具有強大

3、三維造型功能的solidworks軟件進行了三維結構模型設計。
　　(3)以導軌的整體結構模型為研究對象，結合正交試驗設計方法、數(shù)學綜合評判法和有限元方法，對其進行靜態(tài)特性綜合分析，從而可以確定影響導軌平臺整體變形的關鍵因素和非關鍵因素，然后對其進行基于質量、結構剛度和強度約束的多目標輸出優(yōu)化，以達到提高液體靜壓導軌平臺的承載性能、剛度性能和穩(wěn)定性。
　　(4)采用流體動力學有限元分析方法，對導軌間的油膜進行全參數(shù)三維實體建