基于正交试验、组合赋权-灰色关联的机床横梁优化设计
来源：振动与冲击杂志2017年第12期北京时间：
作者：邱自学，鞠家全，任东，崔德友，刘传进
单位：1.南通大学 机械工程学院，江苏 南通 226019；2.南通国盛机电集团有限公司，江苏 南通 226003
摘要：机床横梁是机床的重要部件，横梁的刚性对机床的加工精度影响很大，为此，需要对横梁结构进行优化设计以获得良好的静、动态特性。文中设计了6种横梁筋板结构，初步筛选出4种筋板结构的横梁，并以横梁筋板结构、筋板厚度、上导轨支撑筋板倾斜角度为试验因素，以横梁质量、最大耦合变形、最大耦合应力、一阶固有频率为评价指标设计了三因素四水平的正交试验；采用灰色关联法和组合赋权法处理有限元分析数据，获得优化设计的最优参数组合。结果表明，横梁“井”型筋板结构，筋板厚度25mm，上导轨支撑筋板倾斜45°设计为最优方案，与原设计方案相比质量减轻了466kg，横梁总形变减少了7.36%，一阶固有频率提高了2.91%。拓展了正交试验、组合赋权-灰色关联法的应用范围，为其它机床零部件的设计提供了有益的方法参考。<br>
关键词：机床横梁；优化设计；正交试验；组合赋权；灰色关联；有限元法
