基于Whiffletree策略与耦合振动模型的随动支撑头点位布局优化

来源：计算力学学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：董方方,刘钊,赵晓敏,韩江,黄晓勇

单位：合肥工业大学 机械工程学院, 合肥 230009,安徽省智能数控技术及装备工程实验室, 合肥 230009,合肥工业大学 机械工程学院, 合肥 230009,安徽省智能数控技术及装备工程实验室, 合肥 230009,合肥工业大学 汽车与交通工程学院, 合肥 230009,合肥工业大学 机械工程学院, 合肥 230009,安徽省智能数控技术及装备工程实验室, 合肥 230009,合肥工业大学 机械工程学院, 合肥 230009,安徽省智能数控技术及装备工程实验室, 合肥 230009

摘要：在薄壁件的随动支撑加工中,支撑头的点位布局会对抑振效果产生显著影响。本文基于Whiffletree布局策略以及刀具-工件-支撑耦合振动模型,建立了以支撑点数和支撑半径作为决策变量的布局优化模型,其中优化指标为振动的幅值与均方根,并通过结构的干涉与边界条件确立变量范围。进一步地,为处理该优化模型中的偏微分方程约束、不等式约束以及混合整数等问题,制定了以粒子群算法为主导,辅以参数扫描与惩罚函数的复合寻解策略。最后,通过仿真验证了该寻解策略高效可行,同时得到了给定案例下的最优布局参数。该优化模型和寻解策略可给其他具有相似性的物理系统布局优化问题提供一定的借鉴。

关键词：随动支撑,布局优化,粒子群,Whiffletree策略,耦合振动,

基金资助：国家自然科学基金(52275284;5247120260);中央高校基本科研业务费(JZ2024HGTG0298/PA2024GDSK0043)资助项目.