[发明专利]一种基于响应面模型的机床床身三点支撑优化设计方法

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。

主权项

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。