基于响应面分析法的龙门式折弯机轻量化设计

Lightweight design of gantry bending machine based on response surface methodology

针对一款龙门式80000kN折弯机,为使设计的机身满足材料要求,利用有限元分析软件ANSYS Workbench15.0对其三维模型进行静力学分析。为进一步避免出现结构笨重、安全系数太大的传统问题,根据分析结果设计结构优化方案,将折弯机工作台两个侧板、顶板及两个底部支撑板进行参数化建模,基于响应面优化方法,建立数学模型,以折弯机的整体重量最小为目标函数,以折弯机的最大变形和最大应力为约束条件,将相应结构的尺寸设为优化变量,对折弯机进行轻量化分析。结果得到基于中心复合设计的30组优化设计点以及变量间的相关三维关系曲面图等,最终使折弯机整体重量减少了16748.2kg,并且其应力和变形仍满足约束条件,优化效果显著。