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如何优化金属激光焊接机横梁结构

如何优化金属激光焊接机横梁结构

横梁是金属激光焊接机的一个结构部件,可以由大理石和金属等材料所制成。如果人们要进一步提升焊接设备的性能,就需要优化各零部件,横梁就在优化部件范围内。由于设计横梁时既要考虑它的结构尺寸和变量,又要考虑它的静态性能和材料成本,所以优化金属激光焊接机横梁的方法相对复杂。

金属激光焊接机焊头.png

优化金属激光焊接机横梁时,应该采用多目标优化方法,今天我们就以多目标优化函数和响应面法进行优化设计。

首先要选取设计变量,这是优化能否成功的关键。根据人们的设计经验,可以选出五个影响横梁静动态特性的变量:横梁宽度、高度、长度、中间槽深和中间槽宽,并且分别为其标记为P1~5。另外,以金属激光焊接机横梁总重量为P6,总变形量极限为P7,等效应力极限为P8,阶固有频率为P9。所有的参数数据输入建模软件中,从而进行静力学分析。

其次要设计金属激光焊接机横梁多目标化实验。采用中心复合实验设计(CCD)确定采样点,以较少的测试次数确定输入变量与目标量之间的更佳关系,它适用于具有多个输入变量的情况。具体的抽样数量和设计变量关系公式为:z=2n-i+c+n,其中z为抽样个数,n为输入变量数,c为中心复合次数,而i为系数。

通过上述优化金属激光焊接机横梁的方法,可以得到很多的模拟试验数据,可以分析这些数据,从而得出优化的具体方案。如果横梁的总重量、等效应力、总变形量都有所减少,阶固有频率有所增加,则说明该金属激光焊接机横梁结构优化结果有效。

连续激光焊接机横梁.png