基于拓扑优化和试验方法的剪板机床身轻量化设计

王勇; 李昆; 崔保平; 张祖芳

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基于拓扑优化和试验方法的剪板机床身轻量化设计

首发时间：2012-10-26

王勇 ¹
王勇，（1969-），男，安徽无为人，合肥工业大学副教授、博士，研究方向为数字化设计、结构拓扑优化技术。
李昆 ¹
李昆（1987-），男，合肥工业大学机械与汽车工程学院硕士研究生，研究方向为数字化设计、结构拓扑优化技术
崔保平 ¹
崔保平（1987-），男。合肥工业大学机械与汽车工程学院硕士研究生，研究方向为数字化设计
张祖芳 ¹
张祖芳（1973-），男，合肥工业大学机械与汽车工程学院副教授、在职博士，研究方向为数字化设计

1、合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥 230009

DOI:10.12383/SciencepaperOnline.201210.0270CSTR:20001.14.SciencepaperOnline.201210.0270

摘要：针对一款摆式剪板机轻量化设计需求，应用拓扑优化方法，对床身进行了结构优化改进；根据床身实际工况分析，确定了合理的载荷及边界条件；利用拓扑优化方法建立了床身结构概念模型；依据拓扑优化结果，提出了轻量化改进方案，并通过测试分析验证了方案合理性。对床身不同部位进行加厚、减薄；并分析了不同加强筋厚度对床身结构模型最大主应力、总位移、Y向位移及质量的影响；提出了合理的剪板机床身轻量化方案。在满足剪切精度要求的情况下，使床身重量减轻，实现了轻量化的目的。

关键词：拓扑优化剪板机轻量化试验有限元分析

For information in English, please click here

LIGHTWEIGHT DESIGN OF PLATE SHEARS BED BASED ON TOPOLOGY OPTIMIZATION AND TESTING METHODS

WANG Yong ¹
王勇，（1969-），男，安徽无为人，合肥工业大学副教授、博士，研究方向为数字化设计、结构拓扑优化技术。
LI Kun ²
李昆（1987-），男，合肥工业大学机械与汽车工程学院硕士研究生，研究方向为数字化设计、结构拓扑优化技术
CUI Baoping ³
崔保平（1987-），男。合肥工业大学机械与汽车工程学院硕士研究生，研究方向为数字化设计
ZHANG Zufang ²
张祖芳（1973-），男，合肥工业大学机械与汽车工程学院副教授、在职博士，研究方向为数字化设计

1、School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology, HeFei 230009
2、School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology,Hefei 230009
3、School of Mechanical and Automotive Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009

Abstract：In order to meet the lightweight design requirements of one swing-type plate shears, the topology optimization method is applied to improve the structure of bed. According to the analysis of the actual working conditions, the reasonable load and boundary conditions are determined. The conceptual model of bed structure is established by using topology optimization method. Lightweight improvement scheme is proposed based on the topology optimization results, and the rationality of scheme is verified by test and analysis. Different parts of the bed are thickened or thinned, and the influences of different thickness of the stiffener on the maximum principal stress, total displacement, displacement in Y direction and weight of bed structure model are analyzed. A reasonable lightweight scheme of shear machine bed is proposed. The weight of the bed is reduced and the lightweight purpose is finally achieved in the case of meeting the requirements of shearing accuracy.

Keywords： Topology Optimization Plate Shears Lightweight Test Finite Element Analysis.

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王勇，李昆，崔保平，等. 基于拓扑优化和试验方法的剪板机床身轻量化设计[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2012-10-26]. https://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201210-270.

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论文编号	201210-270
论文题目	基于拓扑优化和试验方法的剪板机床身轻量化设计
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