三维切削力测力仪结构的多目标优化设计

发布时间：2024-02-04 18:33

　　在三维切削力测力仪结构的设计阶段,针对应变式测力仪敏感结构自身固有频率与灵敏度不能同时得到提高这一问题,以正交十角环结构为研究对象,采用有限元法对正交十角环进行静态和动态特性分析,根据测力仪实际加工环境建立参数化模型,采用响应面多目标优化方法,对正交十角环测力仪结构进行尺寸优化设计。优化结果表明:十角环弹性体的最大变形量较传统八角环结构增大了6.6%,主切削力方向的固有频率较八角环结构增大了9.4%,测力仪的综合性能得到了有效提升,对于测力仪其他类型的弹性结构设计有一定的参考意义。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1正交十角环结构

1.1正交十角环结构在测力仪弹性敏感元件模型设计阶段,综合考虑测量灵敏度、结构刚度、结构稳定性和可加工性等因素的影响,本文对测力仪原有的正交八角环结构进行改进设计,提出了一种正交十角环弹性敏感结构。如图1所示,该结构是由一整块棒料经过车削、线切割、磨削等加工工艺加工而成[5],....

图2正交十角环式测力仪结构模型

1.2工作原理图2所示为基于双正交十角环结构的测力仪三维模型,车刀安装于车刀插槽中并用螺栓固定,中间部分为改进后的双正交十角环结构,表面粘贴有半导体应变片并连接成惠斯通电桥,尾部为一条状长柄。在金属切削过程中,测力仪通过尾部的条状长柄夹装在车床刀架上,工件与测力仪产生的切削力作....

图3三维模型网格划分图

网格划分是有限元分析不可缺少的环节,网格的质量决定了有限元分析的精确度和速度,对后续优化实验设计有着至关重要的作用。目前有限元分析中使用较多的网格类型有四面体、六面体和二者混合单元,四面体网格划分不适用于薄实体或环实体,六面体网格划分变形性好、精度高。为了更加接近本研究的实体模型....

图4施加载荷与约束

图3三维模型网格划分图图5正交十角环变形云图

本文编号：3895663