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引言
加工中心的抗振性能對零件的加工精度、效率、質(zhì)量以及機(jī)床和刀具的壽命都有很大的影響，而對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行實驗?zāi)B(tài)測試和靈敏度分析可以為其優(yōu)化指明方向，提高機(jī)床的穩(wěn)定性。目前，結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要有兩種情況: 一種是對已知結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部修改，利用已知參數(shù)獲得優(yōu)化的參數(shù); 另一種是為使結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性( 固有頻率、振型、響應(yīng)、響應(yīng)譜) 達(dá)到預(yù)定要求而進(jìn)行的修改。
國內(nèi)外許多學(xué)者在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面做了研究，姜衡等［1］以立式加工中心的質(zhì)量和一階固有頻率為優(yōu)化目標(biāo)對整機(jī)進(jìn)行了輕量化設(shè)計，并依據(jù)中心復(fù)合實驗和響應(yīng)曲面法得到了設(shè)計方案。李初曄等［2］提出了一種靈敏度參數(shù)優(yōu)化方法，通過結(jié)構(gòu)參 數(shù)的不斷變化使質(zhì)量產(chǎn)生波動，獲得質(zhì)量保持不變 但性能大幅提升的新結(jié)構(gòu)，并與工程實際相結(jié)合驗 證了其理論上的可行性。羅輝［3］和郭壘［4］等對某機(jī)床立柱進(jìn)行了靜力學(xué)和模態(tài)分析并對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析，在此基礎(chǔ)上對立柱進(jìn) 行優(yōu)化，使其動力學(xué)性能大幅提升。段明德等［5］對 一種高速精密數(shù)控車床的床鞍進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計，在不增加其質(zhì)量的前提下提高了固有頻率。Al- tintas Y． ［6］和 Lin W． 等［7，8］介紹了虛擬機(jī)床技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及如何實現(xiàn)機(jī)床的*數(shù)字化建模技術(shù)。研究表明，在保證剛度的前提下減小機(jī)床質(zhì)量可以大幅降低制造成本，優(yōu)化機(jī)床性能。Li Y． 等［9］比較了兩個 3 自由度并聯(lián)機(jī)械手的動態(tài)性能，通過拉格朗日公式將其進(jìn)行配重優(yōu)化，選擇的操縱器。Fan K． C． 等［10］建立了主軸的運(yùn)動學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，分析了機(jī)床主軸受結(jié)構(gòu)參數(shù)影響的靈敏度，找到了影響刀具位置精度的關(guān)鍵參數(shù)。Wu B． C．
等［11，12］提出了一種用于機(jī)床概念設(shè)計的兩級優(yōu)化方法，引用實例分析確定了結(jié)構(gòu)件的主要尺寸，在保證剛度不下降的同時，使機(jī)器的重量小化。