基于响应面法的金属打包机箱体结构轻量化设计

来源：机床与液压杂志2021年第7期北京时间：

作者：郗志刚，何杰，艾文，林金才

单位：佛山科学技术学院机电工程学院；佛山科学技术学院机电工程学院；佛山科学技术学院机电工程学院；佛山市南海同兴液压气动机械有限公司

摘要：金属打包机是废旧金属回收行业的大型核心工程设备。为了提高金属打包机箱体结构的综合性能以及实现箱体轻量化的目标，提出一种基于响应面法的轻量化设计方法。基于板壳理论和力学模型分析建立危险工况的有限元参数化模型，以墙板厚度等尺寸作为设计变量，以结构强度、刚度和稳定性作为约束条件，并以箱体质量作为目标函数。通过灵敏度分析确定对目标函数影响显著的设计变量，再利用中心复合设计方法和克里金插值法得到拟合响应面模型，并采用多目标遗传算法对响应面模型进行优化。结果表明：在满足箱体整体综合性能条件下，优化后的箱体质量减轻了20.6%，优化效果显著，对其他工程设备的轻量化设计具有一定的指导意义。

关键词：液压金属打包机;轻量化设计;响应面法;有限元分析

基金资助：广东省铝型材智能包装设备工程技术研究中心资助项目；佛山市科技创新专项基金项目（2015AG10019）