基于响应面法的重载机械臂优化设计

Optimization design of heavy-duty mechanical arm based on response surface method

对重载机械臂的三种典型工况进行有限元静力学分析,得到最危险工况。在满足强度和刚度的条件下,以伸缩臂轻量化为目标,对其截面尺寸进行优化。根据Box-Behnken试验方法对截面尺寸进行三因素三水平设计参数组合,采用含有交叉项的二次多项式构建响应面函数,利用最小二乘法进行回归,分析各参数与响应面的关系,得到截面最优参数组合。采用ADAMS软件对重载机械臂刚柔耦合运动轨迹进行仿真。结果表明:伸缩臂优化后质量减轻了65.1kg,重载机械臂末端轨迹总误差减小了6.1mm,验证了响应面优化结果的可行性。