基于有限元的140 kN摩擦焊机主轴箱响应面优化分析

来源：机床与液压杂志2021年第1期北京时间：

作者：赵旭东，李卫民

单位：辽宁工业大学机械工程与自动化学院；辽宁工业大学机械工程与自动化学院

摘要：以140 kN连续驱动摩擦焊机主轴箱为研究对象，应用有限元分析软件对主轴箱进行了静、动态相关特性的分析。为提高主轴箱综合力学性能，并实现主轴箱箱体材料的合理利用，以箱体壁厚等7个结构参数为设计变量进行了中心复合实验设计。根据得到的数据结果，基于Kriging插值法建立了主轴箱的响应面模型，并对各设计变量进行了灵敏度分析。利用多目标遗传算法完成了主轴箱的优化设计，与原结构方案相比主轴箱箱体减重16.6%，实现了焊机轻量化设计。经过对主轴箱响应面模型拟合精度的校验，验证了CCD实验法与Kriging插值法相结合可高效精准地完成主轴箱响应面模型的建立。因此这一优化方法同样适用于其他类型的机床零部件的设计。

关键词：连续驱动摩擦焊机;主轴箱;多目标优化;响应面优化;轻量化设计

基金资助：辽宁省教育厅科学技术研究项目（CYYJY-201802）