基于灵敏度分析与响应面模型的机床主轴箱优化设计

来源：机床与液压杂志2024年第2期北京时间：

作者：乔雪涛，周世涛，闫存富，曹康，盛坤，张洪伟

单位：中原工学院机电学院；中原工学院机电学院；中原工学院机电学院；中原工学院机电学院；中原工学院机电学院；中原工学院机电学院

摘要：针对机床主轴箱结构优化设计中模型复杂及计算量大的问题，提出一种将灵敏度分析与响应面模型相结合的优化办法。以箱体壁厚和筋板尺寸为输入参数，主轴箱质量、最大变形、最大应力、1阶固有频率作为目标参数进行灵敏度分析，筛选出6个关键尺寸作为优化参数；采用最佳填充空间设计法和Kriging函数法构建主轴箱响应面模型，通过多目标遗传算法对响应面模型进行求解计算。最后对优化后的主轴箱进行有限元分析来验证求解的准确性，优化后的主轴箱质量减轻了13.58%，可以为机床其他类型零部件优化提供参考。

关键词：主轴箱;优化设计;灵敏度分析;响应面模型

基金资助：河南省科技攻关项目（202102210276；212102210318）