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1 研究背景

高速臥式加工中心是現(xiàn)代制造體系中高效且精密的加工裝備。立柱作為高速臥式加工中心結(jié)構(gòu)的支承件，不僅在布局、質(zhì)量與材料等方面影響機床的整體性能，而且其結(jié)構(gòu)性能對機床的精度和可靠性有重要影響［1-2］，因 此，對高速臥式加工中心典型支承件———立柱的結(jié)構(gòu)性能主要參數(shù)進行分析和研究，使其得到合理的結(jié)構(gòu)性能提升具有重要意義。

機床及立柱結(jié)構(gòu)性能計算與優(yōu)化的方法較多。王延忠等［3］利用有限元方法對床身進行了模態(tài)和靜力學(xué)分析，從而對立柱設(shè)計中的薄弱環(huán)節(jié)進行改進。王富強等［4］應(yīng)用結(jié)構(gòu)動態(tài)優(yōu)化原理和有限元法中的變量化分析方法,對立柱的單元結(jié)構(gòu)進行動態(tài)特性分析，提 出 了對結(jié)構(gòu)的 優(yōu) 化 方 案。漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、ANSYS參 數(shù)化設(shè)計語言和優(yōu)化設(shè)計方法，以及變量化設(shè)計技術(shù)都被用于研究和分析支承件的結(jié)構(gòu)性能，對結(jié)構(gòu)性能參數(shù)的優(yōu)化研究是當(dāng)前各種方法的應(yīng)用基礎(chǔ)［5-6］。將動靜態(tài)結(jié)構(gòu)性能參數(shù)的變化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中的敏感連接部位和結(jié)構(gòu)加強筋建立，從而直觀地分析和對比立柱敏感部位、結(jié)構(gòu)變化與立柱動靜態(tài)結(jié)構(gòu)性能變化之間的相互影響與關(guān)聯(lián)，可較快得到可行的結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化方案,有助于提高結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化效率。