一种液体静压转台底座的优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113642200A(43)申请公布日2021.11.12(21)申请号202110152365.6(22)申请日2021.02.03(71)申请人南京工业大学地址211800江苏省南京市江北新区浦珠南路30号(72)发明人孙付仲仝志伟王康洪荣晶(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人姜晓钰(51)Int.Cl.G06F30/23(2020.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种液体静压转台底座的优化设计方法(57)摘要本发明提供一种液体静压转台底座的优化设计方法，包括以下步骤:对液体静压转台底座进行有限元建模；确定其静力学仿真分析边界条件；确定液体静压导轨封油面的平面度误差；以最小液体静压导轨封油面的平面度误差为目标函数，以液体静压转台底座支承点的布置数量和间距为优化参数进行优化；根据优化后的结果对已建立的液体静压转台底座三维模型进行调整；对调整后的液体静压转台底座三维模型进行静力学仿真分析；提取调整后液体静压转台底座液体静压导轨封油面的变形量数据；变形量数据最大的点为薄弱点；对薄弱点进行加强，提高薄弱点的刚度数值；使得液体静压转台在整体尺寸不变的情况下，显著提高液体静压转台底座的运行平稳性和承载能力。CN113642200ACN113642200A权利要求书1/2页1.一种液体静压转台底座的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：将液体静压转台底座三维模型导入有限元分析软件中，对液体静压转台底座进行有限元建模；利用网格划分方法，将液体静压转台底座设计方案中的额定负载与底部支承点结合，确定液体静压转台底座的静力学仿真分析边界条件；从液体静压转台底座的静力学仿真分析结果中提取液体静压转台底座液体静压导轨封油面的变形量数据，以确定液体静压导轨封油面的平面度误差E；以最小液体静压导轨封油面的平面度误差Emin为目标函数，以液体静压转台底座支承点的布置数量和间距为优化参数进行优化；根据优化后的结果确定液体静压转台底座支承点的布置方式，对已建立的液体静压转台底座三维模型进行调整；对调整后的液体静压转台底座三维模型进行静力学仿真分析；从液体静压转台底座的静力学仿真分析结果中提取调整后液体静压转台底座液体静压导轨封油面的变形量数据；提取变形量数据最大的点为液体静压转台底座薄弱点；对液体静压转台底座薄弱点进行加强，以提高薄弱点的刚度数值。2.根据权利要求1所述的一种液体静压转台底座的优化设计方法，其特征在于，所述液体静压转台底座薄弱点可通过支撑筋板进行加强。3.根据权利要求1所述的一种液体静压转台底座的优化设计方法，其特征在于，以最小液体静压导轨封油的平面度误差Emin为目标函数，以液体静压转台底座支承点的布置数量和间距为优化参数进行优化的公式为：E＝max(Ej)‑min(Ej)(j＝1,2,3,.......)；其中，目标函数为Emin；优化参数为m,n,xi；约束条件包括m＝2,3,4,5,6；22.5°＜θi＜360°(i＝1,2,3,4,5,6)；0＜x1+x2+.....+xi＜R1‑R0,xi＞0(i＝1,2,3,4,5,6)；其中，m为液体静压转台底座支承点布置圈数；ni为液体静压转台底座每圈支承点的个数；xi为液体静压转台底座每圈支承点之间的半径差；i为第i圈支承点；R0为液体静压转台底座最小内半径；R1为液体静压转台底座最大外半径；θi为第i圈相邻两个支承点之间的夹角；j为E的提取次数。4.根据权利要求1所述的一种液体静压转台底座的优化设计方法，其特征在于，所述静力学仿真分析采用位移法进行计算求解。5.根据权利要求4所述的一种液体静压转台底座的优化设计方法，其特征在于，所述静力学仿真分析的公式为：[K]{x}＝{F}其中，[K]为刚度矩阵；{x}为位移矢量{F}为加载到模型上的静态力。6.根据权利要求1所述的一种液体静压转台底座的优化设计方法，其特征在于，所述液体静压转台底座的静力学仿真分析结果包括液体静压转台底座的整体变形云图、液体静压2CN113642200A权利要求书2/2页转台底座的应力云图和液体静压转台底座的应变云图。3CN113642200A说明书1/5页一种液体静压转台底座的优化设计方法技术领域[0001]本发明涉及液体静压转台底座设计技术领域，尤其涉及一种能够提高液体静压转台底座承载能力的优化设计方法。背景技术[0002]大型液体液体静压转台具有承载能力大，运行稳定可靠，回转精度高，无金属摩擦以及抗振特性较好等优点，是高档数控机床的重要组成部件，其广泛应用于国防军工、航空航天、能源、冶金、工程机械等主要工业支柱产业，随着工业的发展，制造业对大型零件加工的要求越来越高，对液体静