基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重型車床床身性能分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、重型機(jī)床是機(jī)床眾多類型中的一個重要分支，床身作為機(jī)床的主要承重部件，承受溜板箱、尾座等機(jī)床部件的載荷，其結(jié)構(gòu)及動靜態(tài)特性直接影響機(jī)床的加工質(zhì)量，因此床身的性能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有重要的意義。
　　本文以CWZ61160型雙刀架重型機(jī)床為研究對象，將有限元分析、優(yōu)化設(shè)計及人工智能領(lǐng)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來研究重型機(jī)床床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，尤其針對床身靜力學(xué)性能分析預(yù)測及結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行了研究，具體研究工作如下:
　　首先，利用ANSYS的

2、靜力學(xué)分析模塊，結(jié)合APDL語言，快速高效地得到床身多個結(jié)構(gòu)參數(shù)變量與床身的最大變形量、最大等效應(yīng)力之間的映射關(guān)系;對CWZ61160重型機(jī)床的床身進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度分析。結(jié)果表明:床身滿足許用應(yīng)力要求，且床身變形量在工程應(yīng)用要求范圍內(nèi)。
　　其次，建立了床身的靜力學(xué)性能預(yù)測模型，按照正交試驗(yàn)原則，選取具有代表性的ANSYS分析結(jié)果作為訓(xùn)練樣本，最終分別建立起了基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的床身性能預(yù)測模型，并對兩種網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行

3、了評價。結(jié)果表明:RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測效果比BP網(wǎng)絡(luò)模型更準(zhǔn)確，預(yù)測誤差維持在0％-17％之間，多數(shù)情況下預(yù)測誤差在5％左右，預(yù)測精度較高。
　　最后，建立了床身優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，選取床身的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)性能預(yù)測模型表達(dá)了床身結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能之間的非線性映射關(guān)系，并將該關(guān)系應(yīng)用到床身優(yōu)化模型的非線性約束條件當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了有限元分析、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計三者的有機(jī)結(jié)合;選取MATLAB中的單目標(biāo)函數(shù)工具實(shí)現(xiàn)了床身的優(yōu)化。研究結(jié)