水电设备加工用机床立柱优化设计

针对现有立柱结构优化设计中模型复杂、计算量大及求解时间长等问题,提出一种结合拓扑优化、灵敏度分析、径向基函数(RBF)神经网络模型和带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的组合优化设计方法。采用拓扑优化方法明确加工中心立柱材料的最佳分布,并进行模型修复;以立柱开孔、开槽和横竖筋板尺寸为输入参数,立柱质量、最大变形、最大等效应力和1阶固有频率作为目标进行灵敏度分析,筛选出6个关键尺寸作为优化设计变量。采用拉丁超立方抽样和有限元分析获得试验样本和结果,构建RBF神经网络优化模型并采用遗传算法求解。分析结果表明:优化后立柱质量减轻8.8%,1阶固有频率提升5%,立柱最大应力减小36%,立柱静动态特性都有所提高。