大跨距龙门木工机床横梁高刚度轻量化设计

大跨距龙门木工移动机床是在木门加工过程中完成不同工序转换的装备,其横梁作为主要承载结构和运动部件,具有跨距大、重量大以及惯性载荷大等特点,高刚度、轻量化设计是其追求的目标。针对横梁直接拓扑优化存在结果难以辨识等问题,首先分析横梁的承载特点,建立功能截面对其进行拓扑优化降维处理;其次,将移动载荷简化为多工况载荷,采用折衷规划法建立综合评价函数来表征横梁多工况受力特点;然后建立横梁多工况拓扑优化数学模型,通过优化获取横梁筋板最佳布局型式;最后,运用NSGA-Ⅱ型遗传算法进行多目标尺寸优化,结果表明:横梁重量减轻的同时,刚度、强度分别提高了10.15%、20.25%。