一、精密机床主轴多目标优化设计（论文文献综述）
贺平平[1]（2021）在《变工况预紧力下主轴轴承服役性能预测研究》文中研究说明高速、高精密、高可靠性主轴是高速加工设备极端化发展的需求,而支撑元件轴承服役条件下的温升变化所导致转轴的热变形直接影响机床主轴的加工精度及寿命。主轴的智能化发展要求主轴在低速重载、中速中载、高速轻载的变工况下同时具有良好的动态性能和热特性。预紧力是影响轴承的刚度、寿命、温升等服役性能的关键。目前,主轴制造商提供的预紧方式和预紧力大小仅保证轴承在单一工况下有良好的服役性能。本论文在保证不同转速下轴承刚度、寿命等服役性能良好的前提下,提出通过主动调节预紧力实现主轴轴承温升变化控制的方法,具有运用灵活、成本低、主轴结构变动小的特点。针对此方法就高速角接触球轴承接触参数解析算法改进、变工况下轴承接触状态及性能、轴承热力耦合建模及预紧力优化等方面做了如下研究:（1）基于改进Newton-Raphson算法的角接触球轴承接触参数解析方法研究。基于Hertz接触理论,建立了高速角接触球轴承拟静力学模型,针对传统Newton-Raphson算法在求解高速角接触球轴承接触参数时出现初值难以确定、不易收敛等问题,在数值求解过程中引入中间变量,减少未知量数目,进行分步求解,使非线性方程组初值选取更为明确;将迭代修正因子引入改进Newton-Raphson算法,采用遗传搜索策略优化迭代修正因子,提高了求解准确性,缩短了收敛时间;通过矩阵变换,简化了雅克比矩阵的求解过程。与传统算法相比,改进的Newton-Raphson算法更简便更高效。采用改进算法分析了滚道椭圆化、外圈倾斜度和预紧机制对高速角接触球轴承接触参数非线性变化的影响规律。（2）变工况下轴承接触状态及服役性能研究。为进一步提高轴承力学模型的预测精度和鲁棒性,根据钢球和内滚道接触、非接触状态下的受力特点构建轴承统一的力学模型,揭示径向力、预紧力和转速对和内滚道相接触的钢球数目变化的影响规律;建立轴承刚度和寿命的数学描述,探明接触状态变化下轴承动态刚度、寿命的变化规律;基于球和滚道接触的运动学特性,分析轴承摩擦生热机理,建立轴承局部摩擦生热解析方程,量化不同工况下轴承的生热量。研究结果表明,较大的径向力、较小的预紧力及过高转速使部分球和内滚道分离;随着预紧力的增加,接触球数量增加,使轴承径向刚度发生突变,轴承寿命呈现先增大后减小的趋势;预紧力和转速的增加导致轴承生热量增大。因此,合适的预紧力可以使轴承获得良好的服役性能。（3）多因素影响下轴承热力耦合建模研究。针对运行状态下轴承热、力相互耦合的特点,基于拟静力学理论,考虑离心效应和热效应建立多因素影响下定位预紧轴承的热力耦合修正模型,采用热网络模型求解轴承的温度场,实现对轴承动态参数的识别,探明轴承结构尺寸、接触参数与温升之间的耦合关系,揭示预紧力、转速等各项因素对轴承温升的影响规律。定位预紧下轴承的温升试验结果表明,提出的模型有良好的精度和可靠性,文中的方法能有效获取不同工况下轴承的温度场。（4）轴承预紧力优化研究。针对生产实际中主轴需满足低速重载、高速轻载等多工况加工需求,而主轴轴承预先设定预紧力无法满足变工况下轴承服役性能的综合需求问题,提出不同转速下以刚度、寿命、温升为约束条件的轴承预紧力优化策略。为保证不同转速下轴承的刚度、寿命和温升数据的等效性和同序性,对各类数据进行了归一化处理,采用多项式拟合和幂函数拟合方法描述轴承刚度、寿命和温升的归一化数据曲线,基于多目标优化理论,根据功效系数法建立了预紧力的优化模型,设计了可调的预紧力加载装置及轴承预紧力、温升测试平台。仿真和试验结果表明,优化后的预紧力既可满足不同转速下轴承刚度、寿命的综合要求,也保证了轴承温升变化在合适范围内。提出的方法为变工况下主轴轴承的预紧力优化提供了理论指导,为后续主轴轴承温升控制研究提供了思路,具有参考和借鉴意义。
赵强[2]（2021）在《小型精密机床的多目标优化集成设计方法研究》文中研究说明随着复杂微小型零件在高新科技领域的广泛应用,小型精密机床被提出了更高的加工精度要求。在机床设计阶段,优化结构性能是提高零件加工精度及表面质量的重要手段之一。然而单一的刚度、热特性、精度等性能优化设计难以保证整机结构性能最优,且未考虑各项性能间的耦合关系,无法满足小型精密机床向更高精度发展的要求。因此,本文通过分析刚度、热特性及精度性能对五轴小型精密机床的作用机理,利用集成设计法对各项性能进行综合优化设计,以科学、系统的指导整机系统设计。本文首先构建五轴小型精密机床结构模型,并基于多体系统传递矩阵法建立机床拓扑结构动力学模型以获取系统固有振动频率参数,同时基于拓扑结构动力学模型以动力子结构法划分机床子结构模型,通过有限元法与多体传递矩阵法验证子结构模型,确定子结构位置关系的动刚度特性,完成子结构动刚度与整机结构动刚度的匹配优化设计。进一步针对小型机床结构紧凑散热较慢的问题,通过数值方法对机床所处热环境进行模拟,并利用热传递与热变形机理确定机床主要热源及边界条件,继而采用有限元仿真技术建立整机温度场及热-结构耦合变形场模型。在此基础上,建立机床热优化设计模型,用以指导小型精密机床热特性研究。随后基于多体系统理论构建小型精密机床拓扑结构,分析机床几何误差元素并建立整机空间误差模型,通过灵敏度分析辨识影响其空间误差模型的关键几何误差元素,利用各几何误差元素灵敏度系数占总几何误差元素灵敏度系数的百分比,实现机床精度分配准则的判定,为小型精密机床精度设计提供理论依据。最后,基于小型精密机床刚度、热特性及精度性能研究的基础,以机床整机结构性能最优为设计目标,构建机床刚度、热特性和精度综合性能的集成数学模型,并通过i SIGHT优化设计平台对综合性能进行集成研究,提出多目标优化集成设计方法,完成五轴小型精密机床多目标优化集成设计方法的研究。
姜志鹏[3]（2020）在《数控切削加工过程碳排放优化及绿色性评价方法研究》文中研究表明世界经济的快速发展改善了人们生活质量,但伴随而来的诸如能源的大量消耗、资源的可预见性短缺、三废的无秩序排放等现象也带来了严重的环境问题。制造业作为能耗、碳排放大户是引起环境问题的主要源头之一,数控切削加工过程又是制造业的必备一环,会消耗大量的资源、能源,产生固、液、气三态废弃物,其环境影响问题已愈来愈引起学术界和工业界关注。为保证绿色低碳加工,优化加工过程碳排放、建立绿色性评价体系已成为当前研究热点。本文针对数控机床能源消耗形式多样的特性,建立了一种新的加工过程能耗预测模型。分析了机床能耗特性、探讨机床能耗的影响因素,确定系统边界,研究机床能耗构成并建立能耗计算模型,准确的反映数控机床能耗与主轴转速及材料去除率之间的映射关系,解释了能耗模型中各项系数的明确含义,便于系数的确定及模型的理解应用。搭建了能耗在线监测平台实现加工过程能耗的实时监测,以车削加工为例验证模型的准确性与可靠性,实现通过切削参数精确预测数控切削加工过程能耗的目的。针对数控切削过程碳排放源广、形式多样的特性,建立了切削过程的碳排放量化模型。通过分析数控切削加工过程碳排放源,引入（火用）的概念确定碳排放系统边界划分方法,结合信息流和（火用）分析在切削加工过程的流动,提出了一种加工过程碳排放量化方法——i EC碳排放模型。以车削加工为例,从实验和理论分析两个角度研究碳排放随切削参数的变化规律,分析并解释原因,同时计算使碳排放最低时的切削参数。针对数控切削机床,基于全生命周期理论建立一种机床全生命周期碳排放评估模型。定义并分析功能单位在机床全生命周期碳排放评估中的作用,提出了基于功能单位的机床全生命周期碳排放评估方法,该方法将机床生命周期碳排放划分为5个阶段,着重研究使用阶段碳排放。以CAK50135di、PUMA200MA两台车床的全生命周期碳排放特性为例,探讨了全生命周期的碳排放组成,并对全生命周期碳排放进行不确定性分析。针对加工过程碳排放与产品质量、加工效率、生产成本之间的相互制约关系,在考虑粗、精加工工艺不同侧重点的基础上,分别研究低碳低成本高效、低碳高效高精的切削参数多目标优化方法。该方法在NSGA-II、熵权-TOPSIS优化的基础上,进一步提出基于可选目标约束的多目标优化算法,进行低碳加工过程切削参数多目标优化研究,为生产加工提供按需求自主选择最优切削参数的机会。分析了多目标优化中的显着性因素及切削参数对各优化目标的影响规律,提出了低碳低成本加工区间概念,为解决制造企业在碳排放和加工成本之间难以选择问题提供了解决思路。最后,为建立通用性好、适用性强、评价指标全面、可满足不同角色人员（机床生产商、机床使用者、市场监管者）需求的低碳加工绿色性评价方法,建立一种基于可选评价维度的低碳加工绿色性评价体系,该评价体系以技术指标、经济指标、自然资源和环境影响为准则层进行评价,采用模糊层次分析法、熵权法及主客观综合赋权法等评价方法,将碳关联指标和效率指标分成若干个可选指标来满足不同维度的评价需求。通过自主开发的低碳加工过程切削参数多目标优化及绿色性评价系统,针对车削加工过程进行绿色性评价的案例分析。
黄鹏[4]（2020）在《高液静压无心磨床砂轮主轴静压轴承的优化设计与性能研究》文中研究表明随着科技的不断发展,需要制造装备具有更高制造精度、生产效率,并且对制造任务完成量和批量生产制造产品线的技术成熟性要求更高。高液静压无心磨床是一种典型的机电液一体化装备,目前,国产无心磨床使用的主轴支承系统的生产加工技术较为成熟,但磨削精度较低且稳定性较差。国产高液静压无心磨床的主轴支承系统的加工精度、刚度由静压轴承的性能决定,轴承的热变形会破坏机床加工精度,温度过高还会造成轴承中润滑油变性,影响轴承的工作精度和精度稳定性,为此,需对砂轮主轴静压轴承进行优化设计。首先,需对轴承结构进行揭示并对轴承的参数进行计算,以此为基础对轴承进行重新设计,并从润滑理论入手,研究轴承的油膜润滑性能。然后,对其进行有限元建模并采用Fluent、ANSYS对其进行性能分析,对设计的轴承与原轴承进行对比分析,通过仿真分析在不同油腔结构结构、不同转速、不同供油压力下轴承的压力场、温度场和热态性能的变化规律。然后,以此为基础来采用改进的粒子群优化算法对轴承进行优化,结果表明,轴承主要性能参数得到有效改善,通过优化,使得轴承的各项综合性能亦得到明显提高。此外,通过对轴承表面材料改性的探究进一步的提高轴承的综合性能,分别研究20at%和40at%氢含量的DCL涂层,并采用纳米金刚石和石墨烯零维与二维复合材料对涂层进行调控。通过原位剥离技术制备纳米片层样品,研究纳米结构转移膜的原位生长润滑机理,讨论了纳米润滑剂的a-C:H膜结合特性和摩擦学诱导的结构演变在转移膜形成中的作用,以开发更具适应性和鲁棒性的固体碳薄膜,以适应轴承在更复杂工况下的工作需求。最后,对优化改性后的轴承做进一步的分析,由优化改进前后的对比分析表明,轴承的综合性能得到明显提升,满足相关要求。
栾尊腾[5]（2020）在《多功能复合机床特性分析及优化研究》文中进行了进一步梳理多功能复合机床作为装备制造业的工作母机,因其具备一次装夹完成车、铣、滚等多道工序加工的特有优势被广泛应用于加工制造相关领域,在现代制造业中起着不可或缺的重要作用。随着多工况复合加工技术高速度、高精度、高稳定性的发展趋势,对机床结整机性能要求越来越高。为此,提高机床静动态特性以改善机床刚度及抗振性对现代机床虚拟样机设计具有重要意义。本文主要针对机床结构优化设计的相关问题展开研究,以自行研制的多功能复合机床的关键零部件立柱为研究对象,针对机床整机静动态性能较差的问题,利用理论模型创建、有限元分析、结构优化设计等手段,提出了一种将灵敏度分析、拉丁超立方实验设计、EI加点准则Kriging模型、NSGA-Ⅱ遗传算法以及权重系数筛选相结合的结构优化方法,对机床结构进行多目标优化研究。全文主要内容包括:（1）首先在Solidworks中建立机床实体模型基础上,结合静力学及有限元分析理论在Workbench中创建机床整机有限元模型,确定机床极限加工位置后,依次分析计算不同加工方式的载荷作用,重点通过对机床在车削、铣削、滚削工况下进行静特性分析,得到机床的变形与应力云图,对比分析不同工况下的位移、应力及静刚度,最后明确机床铣削加工为极限工况,辨识机床立柱结构为整机静特性薄弱环节。（2）然后充分考虑机床结合部必要性的前提下,详细对机床整机含有的两类主要结合部:螺栓固定结合部和滑动导轨结合部,基于虚拟介质法进行结合部参数识别,提高机床整机动特性分析准确度,接着依据模态分析与谐响应分析理论对融入结合部特性的机床整机动特性进行分析,利用模态分析获得机床固有频率及主振型,利用谐响应分析获得机床谐响应曲线,结合静动特性分析结果一致性确定立柱为影响机床性能的关键结构件。（3）最后针对机床整机静动态薄弱环节立柱结构,基于灵敏度分析确定优化参数、拉丁超立方实验设计确定变量空间范围、动态加点准则Kriging模型构建响应面模型,以机床低价固有频率、刚度及质量为目标进行多目标优化设计,利用非支配排序遗传算法进行寻优逼近得到Pareto前沿解集,最终结合实际要求通过权重系数法获得符合条件的优化数据。结果验证表明:优化后机床整机第一、二阶固有频率分别提高10.21%、6.25%;同时机床整机X、Y、Z三个方向的最大共振峰值分别下降39.1%、37.7%、23.5%,优化后机床整机静动态性能显着改善。
李治翔[6]（2020）在《CXK-60立式加工中心动态特性研究及优化》文中认为重心的分布对加工中心的动态特性有较大影响,因此为保证其具有良好的加工性能,加工中心整体的重心分布必须在合理的范围之内。本文从质量在空间分布的变化会影响机械结构的固有频率这一原理入手,提出了加工中心重心域的概念。采用双调和样条插值的方法预测出固有频率在加工中心重心域内的变化规律。以加工中心的立柱为例,在基于植物叶片的叶脉仿生设计的前提下,以优化加工中心的重心分布和静、动特性为目的,从理论、仿真、优化三个方面入手,分析了加工中心的动态特性。本文主要工作如下:（1）基于瑞利（Rayleigh）商的极小、极大值性质和机床动力学方程修改的理论推导,通过建立加工中心集中质量参数的理论模型分析了当质量矩阵发生改变时对整机固有频率的影响。从立柱和横梁的质心相对位置在空间变化的角度提出了加工中心重心域的概念,为加工中心动态特性分析和优化提供了依据。（2）由主轴箱在加工空间内的极限位置确定了加工中心的重心域,并在其内选择设计了15个仿真点。利用有限元仿真试验和双调和样条插值分析预测出了加工中心前十阶固有频率和谐响应幅值在重心域内的变化规律。分析发现,重心域面积越小,整机在加工空间内的固有频率越高,同时谐响应幅值越低。基于正交实验设计和极差法分析了加工中心立柱的各结构参数变化对重心分布和整机质量的影响,为立柱结构参数优化提供了思路。（3）基于仿生设计的理念,以植物叶片的叶脉作为仿生设计的生物原型,采用相似性原理对立柱与植物叶片进行了相似性评价,论证了将叶脉作为立柱筋板仿生设计的生物原型的合理性。根据叶脉结构的特点建立叶片的有限元模型,得到叶脉结构参数与其静、动特性的关系,最终确定了初步仿生设计的立柱模型。和原有的立柱性能对比发现,仿生设计的立柱静、动态特性均有了一定程度的提高,同时质量减小257Kg。（4）针对初步设计的仿生立柱,采用响应面法分析了立柱各结构参数对响应指标的影响程度。基于非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对重心域面积、一阶固有频率、最大静变形、整机质量四个指标进行了多目标优化,得到了仿生立柱结构参数的最佳组合方案。通过有限元仿真对比,立柱和加工中心的性能达到了综合最优,由此验证了本文提出的将重心域面积最小作为优化目标的正确性。
李崇青[7]（2020）在《三轴数控铣床轻量化设计》文中认为随着智能时代的到来,智能工厂广泛推行。智能工厂即工厂无人化、自动化,其基础之一就是数控技术的快速发展。为了适应当代制造业加工要求和提高市场竞争力,数控机床的应用范围随着时代不断地扩大,进而不断地改进技术以满足需求。对于小型加工和更换加工环境方面,小型机床具有得天独厚的优势,但是机床结构优化程度不足,影响机床精度。为了满足精密加工的要求,需要对机床进行轻量化优化,以达到更好的机床精度和性能。相比较于传统数控系统所暴露出来的功能不全和人机交互界面不够人性化等问题,开放式数控有突出优势,且有利于提高数控系统柔性。基于ANSYS有限元分析理论和轻量化设计理念,借助分析软件和优化方法对机床关键部件进行设计及优化,并采用结合运动控制器和PC工控机的半闭环控制系统,在Windows系统中二次开发一套全新的开放式数控软件,进而完成一台开放式数控铣床的全部设计。首先,根据机床设计要求,对机床整机结构布局和关键部件的材料与结构进行设计,并对精度部件进行校核验证。其次借助workbench软件对主轴、横梁、立柱以及整机的静动态特性进行分析。从静刚度、强度、固有频率方面,验证所设计机床是否满足要求,寻找结构中的薄弱点和需要避免的问题,为后续优化提供方向。然后引入多目标优化设计方法和灵敏度理论。采用自响应面和NSGA-II算法的多目标法分别对机床横梁进行轻量化优化设计,并且以总变形量、质量和一阶模态频率作为目标函数进行对比,确定最佳优化方法和优化后结构参数。并且采用拓扑优化和多目标法对立柱进行轻量化优化,根据目标函数,确定最优结构。接着对轻量化后机床重新装配分析,以刚度、强度以及模态频率作为标准,和原机床进行对比,验证优化效果。最后进行了开放式数控系统开发设计,系统硬件部分根据实际机床所需要的要求进行比较和配置,对工控机、伺服系统和运动控制器进行选型并完成搭建。软件部分对开发平台和开发软件进行选择,确定数控系统框架,研究程序编程逻辑,以实现人机交互界面、代码仿真模块和文件管理模块的功能。
陈东菊,李源,查春青,潘日,范晋伟[8]（2020）在《动态参数影响下液体静压主轴运动精度分析及优化》文中研究说明针对现有液体静压主轴运动误差分析及优化的不足,基于液体静压主轴的结构参数,建立了主轴运动误差的动力学模型,定量分析了在不平衡质量作用下主轴转子不同转速下的动态参数变化规律。以主轴运动误差数学模型作为目标函数,以主轴系统参数作为设计变量,采用遗传算法对液体静压主轴系统的运动误差进行优化分析。单一因素优化分析时,主轴系统径向误差运动x、y、主轴倾角θ的优化效率分别为41.22%、25.21%、66.16%,多目标优化时效率为4.7%。优化后的主轴运动精度都有了显着的提高,并得到了提高液体静压主轴运动精度的结构参数组合。
高级[9]（2019）在《BFPC填充结构桥式龙门加工中心横梁优化设计及其性能分析》文中提出随着现代科技不断进步,机床制造业不断沿着高速度、高精密、高自动化的方向发展,因此提高机床的静、动、热态性能及轻质性显得尤为重要。横梁是机床结构中极其重要的承载基础件,其静、动、热态性能和轻质性直接影响机床加工质量,同时也是具有减重潜力的关键件。而玄武岩纤维树脂混凝土（Basalt Fiber Polymer Concrete,简称BFPC）具有高比强度、高比刚度、高阻尼、线膨胀系数小、和易性好、热稳定性以及减振性好的特点,因此本文依托国家自然科学基金项目——“玄武岩纤维树脂混凝土机床基础件设计理论与关键技术研究”（51375219）,以某桥式龙门加工中心横梁为原型提出一种BFPC填充结构横梁的新构型,并对其进行结构设计、优化及静、动、热态性能分析,主要研究内容如下:（1）选取某型桥式龙门加工中心横梁作为研究原型,首先简介桥式龙门加工中心结构及基本技术参数;其次对原型横梁进行典型工况下的受力分析;最后对横梁进行静态性能、模态以及谐响应分析,为BFPC填充结构桥式龙门加工中心横梁的设计提供依据。（2）首先根据等刚度理论和轻质性原则设计BFPC填充结构横梁。其次以BFPC填充结构横梁外壳厚度t1和t2作为设计变量,以其前三阶模态固有频率最高、导轨中心在x、y、z方向的响应幅值最小及质量最小为目标函数,以其最大静应力、最大静变形大于原型横梁为约束条件进行参数优化设计。最后,对优化后BFPC填充结构横梁进行静、动态仿真分析,并与原型横梁的仿真结果进行分析对比,证明优化设计的BFPC填充结构横梁对提高横梁乃至整机静、动态性能方面的有效性。（3）根据相似理论以1:2.5比例制造BFPC填充结构横梁相似比模型,并进行自由模态实验测试及仿真研究,将结果进行对比分析,一方面验证仿真分析方法研究BFPC填充结构横梁动态性能的可行性,另一方面进一步证明BFPC填充结构横梁对提高横梁乃至整机动态性能方面的有效性。（4）分析计算桥式龙门加工中心典型工况下对横梁热性能影响的热源发热量、热通量及对流换热系数,通过仿真分析方法研究原型横梁和BFPC填充结构横梁温度场及其在热-压力耦合作用下热应力和热变形。并对比分析仿真结果,以期证明BFPC填充结构横梁在提高横梁乃至整机热态性能方面的有效性。通过本文的研究,证明经过合理设计的BFPC填充结构横梁可以提升机床横梁乃至整机的静态、动态、热态、热-力耦合及轻质性能。本文的研究成果为BFPC应用于机床基础件来提高机械制造业水平提供了重要的理论依据。该论文有图62幅,表27个,参考文献74篇。
张宇[10]（2019）在《高速铁路道岔数控龙门铣床结构优化设计研究》文中进行了进一步梳理近年来高铁行业发展迅速,其中高速铁路道岔作为铁路轨道的重要组成部分,其加工制造也得到越来越多的关注。高速铁路道岔通常使用高锰钢材料制成,属典型难加工材料,又由于道岔加工一般采用成型铣刀一次加工成型,属重切削类型,这就对加工设备提出了很高的要求。为了满足高铁道岔的加工需求,要求机床具有足够高的静动态刚度和良好的机床结构稳定性,另外,对机床的抗振性也提出了较高的要求。本文以高速铁路道岔数控龙门铣床为研究对象,利用有限元分析技术在机床设计阶段对其结构做了全面的静动态特性分析,并利用现代优化算法和有限元分析软件对机床关键零部件以及整机的结构做了尺寸优化。本文构建了高速铁路道岔数控龙门铣床的三维数模,建立了有限元模型,对其进行线性静力分析、模态分析,验证了铣床零部件及整机的刚度和强度。分析结果显示,立柱与横梁的最大变形量不能满足设计指标,需做后续优化。结合谐响应分析结果可知,需对整机结构进行优化以提高机床的固有频率。对立柱与横梁分别做了单工况单目标尺寸优化,优化后立柱、横梁以及铣床整机的最大变形量满足设计指标;针对铣床整机基频偏低问题,通过灵敏度分析找出影响铣床基频的关键尺寸,并对其进行单工况单目标尺寸优化,优化后,提高了铣床整机的固有频率。提出基于折衷规划法和自适应响应面法的两种多目标优化方案,通过对比分析,选择方案二作为本次研究的设计方案。优化后的1阶固有频率为34.62Hz,比优化前的1阶固有频率提高了17.1%;优化后的2阶固有频率为39.54Hz,比优化前的2阶固有频率提高了19.0%;优化后整机的最大变形为0.047mm,比优化前的最大变形降低了29.9%;优化后的质量为34.58t,比优化前的质量降低了8.7%;满足设计指标要求。通过静刚度试验测试、应力试验测试和精度检测,验证了有限元分析的准确性,同时也证明了多目标优化的可行性。
二、精密机床主轴多目标优化设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、精密机床主轴多目标优化设计（论文提纲范文）
（1）变工况预紧力下主轴轴承服役性能预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究意义 |
| 1.3 主轴轴承动态特性、热特性及预紧力优化的国内外研究动态 |
| 1.3.1 轴承接触状态参数解析方法研究现状 |
| 1.3.2 轴承的动态特性及预紧技术研究现状 |
| 1.3.3 轴承热力耦合研究现状 |
| 1.3.4 预紧力对主轴轴承性能影响研究现状 |
| 1.3.5 最佳预紧力研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 基于改进 Newton-Raphson 算法的角接触球轴承接触参数解析 |
| 2.1 角接触球轴承静态接触参数计算 |
| 2.1.1 角接触球轴承的基本假设 |
| 2.1.2 无载荷下角接触球轴承的基本参数 |
| 2.1.3 初始预紧力下角接触球轴承的接触参数 |
| 2.2 高速角接触球轴承拟静力学建模 |
| 2.2.1 定位预紧下高速角接触球轴承拟静力学建模 |
| 2.2.2 定压预紧下高速角接触球轴承拟静力学建模 |
| 2.3 高速角接触球轴承接触参数解析及算法改进研究 |
| 2.3.1 高速角接触球轴承接触参数解析 |
| 2.3.2 改进的Newton-Raphson算法 |
| 2.3.3 改进算法验证 |
| 2.4 高速角接触球轴承接触参数影响因素分析 |
| 2.4.1 静态下预紧力对轴承接触参数的影响分析 |
| 2.4.2 滚道椭圆化对轴承接触参数的影响分析 |
| 2.4.3 外圈倾斜程度对轴承接触参数的影响分析 |
| 2.4.4 不同预紧机制下轴承接触参数的影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 变工况下轴承接触状态及服役性能研究 |
| 3.1 变工况下钢球与内滚道接触状态变化分析 |
| 3.2 基于接触状态变化的轴承动态刚度解析 |
| 3.3 基于接触状态变化的轴承寿命解析 |
| 3.4 轴承生热建模与分析 |
| 3.4.1 钢球与滚道接触的运动学分析 |
| 3.4.2 轴承生热模型 |
| 3.4.3 轴承生热量仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多因素影响下主轴轴承热力耦合研究 |
| 4.1 轴承传热方式及温度场建模 |
| 4.1.1 生热部件传热方式 |
| 4.1.2 结合面接触热阻及换热系数 |
| 4.1.3 基于热网络法的轴承温度场建模 |
| 4.2 轴承热力耦合建模 |
| 4.2.1 过盈配合引起的膨胀量 |
| 4.2.2 转速引起的离心膨胀量 |
| 4.2.3 温升引起的热膨胀 |
| 4.2.4 多因素影响下轴承的热力耦合修正模型 |
| 4.3 数值分析及试验验证 |
| 4.3.1 静态下预紧力和过盈量对轴承参数的影响分析 |
| 4.3.2 转速对轴承膨胀量的影响分析 |
| 4.3.3 热效应和离心效应对轴承接触特性的影响 |
| 4.3.4 轴承热特性仿真与测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于功效系数法的主轴轴承预紧力优化研究 |
| 5.1 预紧力优化的理论与方法 |
| 5.1.1 多目标优化理论 |
| 5.1.2 多目标优化问题的求解 |
| 5.1.3 功效系数法 |
| 5.2 预紧力优化模型与仿真分析 |
| 5.2.1 样本数据的归一化 |
| 5.2.2 预紧力优化模型 |
| 5.2.3 预紧力优化分析 |
| 5.3 轴承预紧力调节及温升测试试验规划与验证 |
| 5.3.1 预紧力调节系统及轴承温升测试平台 |
| 5.3.2 试验验证及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本研究主要结论 |
| 6.2 本研究主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及参与科研情况 |
| A 发表的论文 |
| B 参与科研项目 |
（2）小型精密机床的多目标优化集成设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 机床集成设计分析 |
| 1.2.2 机床动力学设计分析 |
| 1.2.3 机床热特性分析 |
| 1.2.4 机床运动学设计分析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 小型精密机床的刚度特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 五轴小型精密机床结构设计 |
| 2.3 机床系统及固有振型特性分析 |
| 2.3.1 机床动力学模型 |
| 2.3.2 机床系统固有振动特性分析 |
| 2.4 机床位置相关的子结构方法 |
| 2.4.1 机床子结构划分 |
| 2.4.2 子结构模型降阶 |
| 2.4.3 子结构装配 |
| 2.4.4 子结构位置关系 |
| 2.5 机床动刚度匹配设计 |
| 2.5.1 主轴系统刚度链 |
| 2.5.2 工作台系统刚度链 |
| 2.5.3 整机与部件动刚度匹配设计指标 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 小型精密机床的热特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机床热变形机理分析 |
| 3.3 机床传热分析 |
| 3.3.1 机床热源分析 |
| 3.3.2 热量的传递模式 |
| 3.3.3 热变形基本方程 |
| 3.4 机床主要热源计算 |
| 3.4.1 线性导轨副发热强度 |
| 3.4.2 电机的发热强度 |
| 3.4.3 滚珠丝杠副的发热强度 |
| 3.5 机床热力耦合数值模拟 |
| 3.5.1 热边界条件分析及计算 |
| 3.5.2 数值模拟的热-结构耦合分析 |
| 3.6 整机热优化设计模型 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 小型精密机床的精度设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 小型精密机床几何误差建模 |
| 4.2.1 机床拓扑结构 |
| 4.2.2 几何误差元素分析 |
| 4.2.3 空间误差模型 |
| 4.3 整机空间灵敏度分析 |
| 4.3.1 误差灵敏度数学模型 |
| 4.3.2 关键几何误差元素识别 |
| 4.4 精度分配准则 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 小型精密机床的多目标优化集成设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 小型精密机床多目标优化设计模型 |
| 5.2.1 多目标优化设计分析与规划 |
| 5.2.2 多目标优化设计准则 |
| 5.3 多目标优化设计流程 |
| 5.4 机床各模块的多目标优化设计的求解 |
| 5.4.1 整机动刚度优化设计 |
| 5.4.2 整机热力耦合模型优化设计 |
| 5.5 整机耦合优化集成设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文及科研情况 |
（3）数控切削加工过程碳排放优化及绿色性评价方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机床能耗建模研究现状 |
| 1.2.2 数控切削加工过程碳排放研究现状 |
| 1.2.3 低碳加工过程切削参数优化研究现状 |
| 1.2.4 低碳加工过程绿色性评价方法研究现状 |
| 1.3 目前研究中存在的问题与不足 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 数控切削加工过程能耗模型建立及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数控切削加工过程能耗建模 |
| 2.2.1 能耗建模步骤 |
| 2.2.2 能耗特性分析 |
| 2.2.3 能耗系统边界划分 |
| 2.2.4 能耗预测模型建立 |
| 2.3 能耗预测模型实验验证及分析 |
| 2.3.1 能耗在线监测平台开发 |
| 2.3.2 实验方案 |
| 2.3.3 实验结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 数控切削加工过程碳排放建模及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数控切削加工过程碳排放建模 |
| 3.2.1 碳排放源分析 |
| 3.2.2 基于(火用)分析的碳排放系统边界划分 |
| 3.2.3 基于信息流-(火用)分析的iEC碳排放模型 |
| 3.2.4 等效碳排放量化分析 |
| 3.3 碳排放量化实验设计及分析 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 车削过程碳排放量化及结果分析 |
| 3.3.3 切削参数对碳排放的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 机床全生命周期碳排放评估方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 机床全生命周期碳排放源分析 |
| 4.3 基于功能单位的机床全生命周期碳排放评估模型 |
| 4.3.1 功能单位定义 |
| 4.3.2 基于功能单位的机床全生命周期碳排放阶段划分 |
| 4.4 基于功能单位的机床全生命周期碳排放案例分析 |
| 4.4.1 案例说明 |
| 4.4.2 机床全生命周期碳排放案例计算 |
| 4.4.3 机床全生命周期碳排放计算结果分析 |
| 4.5 机床全生命周期碳排放不确定性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 低碳加工过程切削参数多目标优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低碳加工过程多目标优化建模 |
| 5.2.1 低碳加工过程优化目标的确定 |
| 5.2.2 多目标优化模型 |
| 5.2.3 多目标优化算法 |
| 5.2.4 切削参数对优化目标的影响 |
| 5.2.5 低碳低成本加工区间的提出 |
| 5.3 低碳加工切削参数优化案例研究 |
| 5.3.1 低碳加工过程多目标优化模型拟合 |
| 5.3.2 低碳低成本高效加工过程参数优化分析 |
| 5.3.3 低碳高效高精加工过程参数优化分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于可选评价维度的绿色性评价方法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于可选评价维度的绿色性评价体系 |
| 6.2.1 可选评价维度介绍 |
| 6.2.2 绿色性评价框架流程 |
| 6.2.3 绿色性评价指标体系 |
| 6.2.4 绿色性评价方法 |
| 6.3 基于可选评价维度的绿色性评价案例分析 |
| 6.3.1 基于客观评价法的绿色性评价案例分析 |
| 6.3.2 基于主观评价法的绿色性评价案例分析 |
| 6.3.3 基于主客观综合赋权法的绿色性评价案例分析 |
| 6.3.4 更换同级评价维度的绿色性评价案例分析 |
| 6.4 数控切削加工过程切削参数多目标优化及绿色性评价系统 |
| 6.4.1 MPOGES系统开发的目的 |
| 6.4.2 MPOGES系统开发 |
| 6.4.3 低碳加工绿色性评价模块 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）高液静压无心磨床砂轮主轴静压轴承的优化设计与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展状况 |
| 1.3 发展趋势 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 砂轮主轴静压轴承结构及参数计算 |
| 2.1 轴承结构 |
| 2.2 高液静压无心磨床砂轮主轴静压轴承的结构设计及参数计算 |
| 2.2.1 静压轴承设计准则 |
| 2.2.2 轴承材料的选择 |
| 2.2.3 轴承结构参数确定 |
| 2.2.4 轴承工作参数计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 砂轮主轴静压轴承油膜润滑性能分析 |
| 3.1 方程的推导 |
| 3.1.1 不可压缩流体的简化 |
| 3.1.2 雷诺方程离散 |
| 3.1.3 网格划分 |
| 3.1.4 松弛迭代法 |
| 3.2 轴承油膜的有限元模型 |
| 3.2.1 流体计算方法 |
| 3.2.2 静压轴承油膜的网格划分 |
| 3.2.3 设计轴承网格划分 |
| 3.3 粗糙度参数修正 |
| 3.4 油腔油膜压力场分析 |
| 3.4.1 空穴研究与油膜计算 |
| 3.4.2 不同油腔结构油膜压力场分析 |
| 3.4.3 不同转速及进油压力下油膜压力场分析 |
| 3.4.4 不同转速及进油压力下流体润滑特性分析 |
| 3.5 流场与结构分析耦合 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 砂轮主轴静压轴承热态性能分析 |
| 4.1 热分析的理论基础 |
| 4.2 Fluent对流热换系数及参数的设定 |
| 4.2.1 对流热换系数的计算 |
| 4.2.2 液体静压滑动轴承热流密度 |
| 4.2.3 Fluent参数设定及计算 |
| 4.3 粘温效应下油膜温度场分析 |
| 4.4 不同油腔结构的温度场分析 |
| 4.5 不同转速及进油压力下温度场分析 |
| 4.6 砂轮主轴静压轴承热耦合分析 |
| 4.6.1 参数设置及分析过程 |
| 4.6.2 设计前后轴瓦热态性能分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 砂轮主轴静压轴承的优化及优化后性能分析 |
| 5.1 相关模型和思想 |
| 5.2 砂轮主轴静压轴承结构的单目标优化 |
| 5.2.1 优化设计方法 |
| 5.2.2 粒子群优化算法的改进 |
| 5.2.3 静压腔优化 |
| 5.3 砂轮主轴静压轴承结构的多目标化 |
| 5.3.1 多目标优化设计方法 |
| 5.3.2 多目标优化结果及分析 |
| 5.4 优化后油膜润滑性能分析 |
| 5.5 优化后轴承热态性能分析 |
| 5.6 砂轮主轴静压轴承表面材料改性探究 |
| 5.6.1 轴承加工精度及粗糙度计算 |
| 5.6.2 对轴承含氢DLC涂层综合性能调控 |
| 5.6.3 实验结果分析 |
| 5.6.4 润滑机理分析 |
| 5.6.5 轴承表面改性后轴承润滑性能分析 |
| 5.6.6 轴承表面改性后轴承热态性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）多功能复合机床特性分析及优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 计算机仿真分析技术 |
| 1.3 国内外研究发展现状 |
| 1.3.1 机床静动态特性研究现状 |
| 1.3.2 机床结构优化研究现状 |
| 1.4 课题研究方法及内容 |
| 第2章 复合机床建模及多工况下静特性分析 |
| 2.1 多功能复合加工机床简介 |
| 2.2 结构静特性分析基础 |
| 2.2.1 静力学分析 |
| 2.2.2 有限元法 |
| 2.3 机床整机有限元模型 |
| 2.3.1 整机模型简化处理 |
| 2.3.2 材料属性的确定 |
| 2.3.3 整机模型网格划分 |
| 2.4 机床极限位置确定 |
| 2.5 三种典型工况下机床静特性分析 |
| 2.5.1 车削工况机床静特性分析 |
| 2.5.2 铣削工况机床静特性分析 |
| 2.5.3 滚削工况机床静特性分析 |
| 2.6 静态薄弱环节辨识 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 复合机床结合部建模及动特性分析 |
| 3.1 动特性分析理论基础 |
| 3.1.1 模态分析 |
| 3.1.2 谐响应分析 |
| 3.2 机床结合部建模及参数识别 |
| 3.2.1 结合部特性说明 |
| 3.2.2 结合部建模方法 |
| 3.2.3 机床结合部虚拟介质参数识别 |
| 3.2.4 结合部参数确定及有限元建模 |
| 3.3 机床整机动态特性 |
| 3.3.1 机床整机模态分析 |
| 3.3.2 机床整机谐响应分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于动态加点Kriging模型的机床多目标优化 |
| 4.1 立柱结构多目标优化理论与方案 |
| 4.1.1 结构优化设计说明 |
| 4.1.2 多目标优化理论 |
| 4.1.3 机床立柱多目标优化设计方案 |
| 4.2 动态加点Kriging响应面模型 |
| 4.2.1 基于灵敏度分析的优化变量确定 |
| 4.2.2 基于拉丁超立方法的设计点选取 |
| 4.2.3 动态加点Kriging模型 |
| 4.3 基于多目标遗传算法的优化设计 |
| 4.3.1 立柱多目标优化数学模型 |
| 4.3.2 NSGA-Ⅱ遗传算法 |
| 4.3.3 多目标优化过程及结果 |
| 4.4 机床优化后动特性分析与结果验证 |
| 4.4.1 结构优化后整机模态分析 |
| 4.4.2 结构优化后整机谐响应分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（6）CXK-60立式加工中心动态特性研究及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外机床动态特性研究进展 |
| 1.2.1 理论建模分析 |
| 1.2.2 加工空间内的动态特性研究 |
| 1.3 结构仿生设计现状及其在机床设计中的应用 |
| 1.4 机床结构动态优化研究 |
| 1.4.1 动态优化准则 |
| 1.4.2 多目标优化 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 加工中心动力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 质量矩阵改变对机械结构动力学参数的影响分析 |
| 2.3 加工中心动力学方程修改分析 |
| 2.4 加工中心集中质量参数模型的建立 |
| 2.4.1 结合部处理 |
| 2.4.2 动力学方程建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 加工中心动态特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 加工中心三维模型建立和重心域的确定 |
| 3.2.1 加工中心参数化三维模型建立 |
| 3.2.2 加工中心重心域的确定 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 3.4 重心域内模态固有频率分析 |
| 3.5 基于双调和样条插值的模态固有频率预测 |
| 3.6 谐响应分析 |
| 3.7 正交试验分析 |
| 3.8 直观分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 基于植物叶脉结构的仿生设计在立柱中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 叶片结构的自然特性分析 |
| 4.3 传统加强筋的特点 |
| 4.4 仿生结构相似性评价标准 |
| 4.5 叶脉与机床立柱筋板的相似性计算 |
| 4.6 叶片三维模型建立 |
| 4.6.1 叶脉分布规律 |
| 4.6.2 叶片三维模型的确定 |
| 4.7 叶片三维模型的动力学分析 |
| 4.8 叶脉结构特征在立柱中的应用规则 |
| 4.9 原型立柱的有限元分析 |
| 4.10 立柱内壁筋板仿生设计 |
| 4.10.1 仿生设计空间 |
| 4.10.2 仿生设计方案 |
| 4.11 仿生立柱的分析与评价 |
| 4.12 本章小结 |
| 第5章 加工中心立柱响应面模型多目标优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于响应面模型和非支配排序遗传算法的多目标优化 |
| 5.2.1 多目标优化的概念 |
| 5.2.2 设计变量及优化目标的选择 |
| 5.2.3 中心组合实验设计 |
| 5.2.4 二次多项式响应面的数学模型 |
| 5.2.5 响应面拟合 |
| 5.2.6 响应面分析 |
| 5.2.7 误差分析 |
| 5.2.8 多目标优化 |
| 5.2.9 基于非支配排序遗传算法的多目标优化 |
| 5.3 优化结果对比 |
| 5.3.1 立柱优化结果对比 |
| 5.3.2 整机优化结果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（7）三轴数控铣床轻量化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.3 小型数控机床国内外研究现状 |
| 1.4 机床轻量化国内外研究现状 |
| 1.5 数控系统国内外研究现状 |
| 1.6 课题主要研究内容 |
| 第二章 三轴数控铣床结构开发 |
| 2.1 铣床整机方案设计 |
| 2.1.1 机床设计需求分析 |
| 2.1.2 机床主要参数设计 |
| 2.1.3 机床结构布局设计 |
| 2.2 铣床主轴系统设计 |
| 2.2.1 主轴类型选择 |
| 2.2.2 主轴部件选型 |
| 2.3 进给系统设计 |
| 2.3.1 伺服电机的选型 |
| 2.3.2 丝杠参数设计 |
| 2.3.3 导轨副设计 |
| 2.4 机床底座设计 |
| 2.5 数控机床的建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 三轴数控铣床有限元分析 |
| 3.1 有限元模型建立 |
| 3.1.1 有限元分析步骤 |
| 3.1.2 有限元模型简化 |
| 3.1.3 材料属性配置 |
| 3.2 静力学分析 |
| 3.2.1 静力学分析理论 |
| 3.2.2 电主轴静态特性分析 |
| 3.2.3 横梁静态特性分析 |
| 3.2.4 立柱静态特性分析 |
| 3.2.5 整机静态特性分析 |
| 3.3 模态分析 |
| 3.3.1 模态分析基础 |
| 3.3.2 主轴模态分析 |
| 3.3.3 横梁模态分析 |
| 3.3.4 立柱模态分析 |
| 3.3.5 整机模态分析 |
| 3.4 谐响应分析 |
| 3.4.1 谐响应分析基础 |
| 3.4.2 电主轴谐响应分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数控铣床关键部件轻量化设计 |
| 4.1 优化设计 |
| 4.1.1 优化设计原理 |
| 4.1.2 基于自适应响应面法的多目标优化理论 |
| 4.1.3 拓扑优化 |
| 4.2 横梁结构轻量化优化设计 |
| 4.3 基于自适应响应面法的横梁轻量化设计 |
| 4.3.1 灵敏度分析理论 |
| 4.3.2 横梁结构壁厚选取 |
| 4.3.3 横梁灵敏度分析 |
| 4.3.4 结构优化的实验设计 |
| 4.3.5 实验设计结果 |
| 4.4 基于NSGA-Ⅱ算法的横梁多目标优化 |
| 4.4.1 NSGA-Ⅱ算法介绍 |
| 4.4.2 BP神经网络建立 |
| 4.4.3 实验结果数据 |
| 4.5 基于传统方法和NSGA-Ⅱ算法方法的多目标优化的比较 |
| 4.6 立柱轻量化优化 |
| 4.6.1 立柱拓扑优化 |
| 4.6.2 基于NSGA-II算法的立柱多目标优化 |
| 4.7 轻量化优化后的整机分析 |
| 4.7.1 新机床静力学分析 |
| 4.7.2 新机床模态分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 开放式数控系统硬件和软件系统设计 |
| 5.1 开放式数控硬件系统结构设计 |
| 5.1.1 开放式数控硬件结构方案 |
| 5.1.2 开放式数控系统硬件的具体组成 |
| 5.1.3 工控箱的选择 |
| 5.1.4 运动控制选择 |
| 5.1.5 运动控制器端子板及连接 |
| 5.1.6 伺服控制系统 |
| 5.1.7 开放式数控系统硬件电控箱 |
| 5.2 开放式数控软件系统结构设计 |
| 5.2.1 软件系统平台 |
| 5.2.2 开发工具的选择 |
| 5.2.3 软件与运动控制卡的连接 |
| 5.2.4 软件系统功能框架 |
| 5.2.5 人机交互界面 |
| 5.2.6 程序仿真模块 |
| 5.2.7 文件管理模块 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论和创新点 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）动态参数影响下液体静压主轴运动精度分析及优化（论文提纲范文）
| 1 液体静压主轴运动误差计算模型 |
| 2 主轴运动误差仿真 |
| 2.1 主轴动态参数仿真分析 |
| 2.2 主轴运动误差仿真分析 |
| 3 动态参数影响下主轴运动误差优化 |
| 3.1 遗传算法优化目标及约束条件 |
| 3.2 优化过程及结果 |
| 4 结论 |
（9）BFPC填充结构桥式龙门加工中心横梁优化设计及其性能分析（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 机床基础件结构优化的国内外研究现状 |
| 1.3 混凝土机床基础件的国内外研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 原型横梁选取及性能分析 |
| 2.1 原型龙门加工中心选取 |
| 2.2 受力分析 |
| 2.3 横梁静态性能分析 |
| 2.4 横梁模态分析 |
| 2.5 横梁谐响应分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 BFPC填充结构横梁结构设计、优化及性能分析 |
| 3.1 BFPC填充结构横梁结构初步设计 |
| 3.2 BFPC填充结构横梁设计多目标优化 |
| 3.3 优化后的BFPC填充结构横梁静、动态性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 BFPC填充结构横梁自由模态实验研究及仿真分析 |
| 4.1 BFPC填充结构横梁自由模态实验研究 |
| 4.2 BFPC填充结构横梁自由模态仿真分析 |
| 4.3 实验结果与仿真结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 横梁热态性能仿真分析 |
| 5.1 横梁热源分析 |
| 5.2 热通量及热对流系数计算 |
| 5.3 横梁温度场仿真分析 |
| 5.4 横梁热-力耦合性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）高速铁路道岔数控龙门铣床结构优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 数控铣床的发展历程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 静动态特性分析研究现状 |
| 1.3.2 结构优化设计研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 高速铁路道岔数控龙门铣床的静动态分析 |
| 2.1 数控龙门铣床的结构组成及主要参数 |
| 2.2 数控龙门铣床建模 |
| 2.3 静力分析 |
| 2.3.1 有限元分析的理论基础 |
| 2.3.2 静力分析的理论基础 |
| 2.3.3 铣床关键零部件的静力分析 |
| 2.3.4 铣床整机的静力分析 |
| 2.4 模态分析 |
| 2.4.1 模态分析的理论基础 |
| 2.4.2 铣床关键零部件的模态分析 |
| 2.4.3 铣床整机的模态分析 |
| 2.5 谐响应分析 |
| 2.5.1 谐响应分析的理论基础 |
| 2.5.2 谐响应分析结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 高速铁路道岔数控龙门铣床的结构优化 |
| 3.1 结构优化的基本方法和理论 |
| 3.2 数控龙门铣床立柱的尺寸优化 |
| 3.3 数控龙门铣床横梁的尺寸优化 |
| 3.4 数控龙门铣床整机静力分析验证 |
| 3.5 数控龙门铣床的灵敏度分析 |
| 3.6 数控龙门铣床整机的尺寸优化 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 高速铁路道岔数控龙门铣床的多目标优化 |
| 4.1 基于折衷规划法的多目标优化 |
| 4.1.1 折衷规划法 |
| 4.1.2 柔度最小化 |
| 4.1.3 多目标优化 |
| 4.1.4 数控龙门铣床整机静力分析验证 |
| 4.2 基于自适应响应面法的多目标优化 |
| 4.2.1 基于试验设计的整机尺寸灵敏度分析 |
| 4.2.2 最小二乘法 |
| 4.2.3 多目标优化 |
| 4.2.4 数控龙门铣床整机静力分析验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 试验测试和精度检测 |
| 5.1 数控铣床的静刚度测试 |
| 5.2 数控铣床的应力测试 |
| 5.3 数控铣床的精度检测 |
| 5.3.1 数控铣床的几何精度检测 |
| 5.3.2 数控铣床的定位精度检测 |
| 5.3.3 数控铣床的切削精度检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
四、精密机床主轴多目标优化设计（论文参考文献）
- [1]变工况预紧力下主轴轴承服役性能预测研究[D]. 贺平平. 西安理工大学, 2021
- [2]小型精密机床的多目标优化集成设计方法研究[D]. 赵强. 兰州理工大学, 2021(01)
- [3]数控切削加工过程碳排放优化及绿色性评价方法研究[D]. 姜志鹏. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]高液静压无心磨床砂轮主轴静压轴承的优化设计与性能研究[D]. 黄鹏. 贵州大学, 2020(04)
- [5]多功能复合机床特性分析及优化研究[D]. 栾尊腾. 兰州理工大学, 2020(12)
- [6]CXK-60立式加工中心动态特性研究及优化[D]. 李治翔. 兰州理工大学, 2020(12)
- [7]三轴数控铣床轻量化设计[D]. 李崇青. 长春理工大学, 2020
- [8]动态参数影响下液体静压主轴运动精度分析及优化[J]. 陈东菊,李源,查春青,潘日,范晋伟. 西安交通大学学报, 2020(06)
- [9]BFPC填充结构桥式龙门加工中心横梁优化设计及其性能分析[D]. 高级. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [10]高速铁路道岔数控龙门铣床结构优化设计研究[D]. 张宇. 长春工业大学, 2019(09)