机械装备构件的轻量化和可靠性分析是机械装备设计和制造永恒的主题之一，对于汽车行业来说，轻量化意味着节能环保，高可靠性意味着更高的安全性能;而对航空航天和国防军事装备构件来说，解决轻量化和高可靠性的问题更是迫在眉睫。机械装备构件的轻量化不仅对节约成本、节能减排等方面有重要作用，而且对机械装备构件设计和制造技术进步有着重要的意义。本项目针对机械装备在加工过程中，主轴端出现较大变形以及机床在快速移动过程中立柱出现较大振动的现象进行分析研究，并对机床的结构和进给系统进行优化分析，使得机床主轴末端在加工过程中的变形量不超过0.01mm;将机床的一阶共振频率提高约30%，同时使得机床的重量下降约10%。

　　1、机床的立柱采用钢板焊接件代替以往的铸件;

　　2、提出了基于热—力耦合的动态建模方法、动态分析方法及多目标优化设计方法;

　　3、建立了加工中心关于精度成本和可靠性的数学模型，并运用改进的NSGA-II遗传算法对优化问题进行计算求解。

　　4、通过能量密度法对主轴箱和立柱的材料进行合理分配，增加截面的惯性矩，提高结构的承载能力;

　　5、比传统的设计方法节省材料约10%;

　　6、机床主轴端的变形量比初始模型减小约35%。

　　这些技术已经应用于准镜面磨具加工中心、大型轴承磨床、超精密大尺寸光学玻璃平面磨床等机械装备中，同时也在航空航天、船舶与海洋工程、大型冶金机械、能源设备和汽车等装备制造业领域拥有广泛的应用前景，尤其对复杂零部件的加工质量起着至关重要的作用。

　　合作方式：面议

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