Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 66 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ 5. Пахмутов В.А., Шалдыбин А.Я. Использование ме- тода конечных элементов для анализа конструкций базо- вых деталей тяжелых станков // Станки и инструмент. – 1992. – № 2. – С. 11–13. 6. Lull B. Statische und dynamische Berechnung von Werkzeugmaschinengestellen // Maschinenbautechnik. – 1977. – Vol. 26. N1. – S. 10–13. 7. Roscher A. Berechnung der dynamischen Eigenschaften von Werkzeugmaschinengestellen mit Hilfe der Methode der finiten Elemente // Maschinenbautechnik. – 1978. – Vol. 27. N 4. – S. 156–160. 8. Haug E.J., Choi K.K., Komkov V. Design sensitivity analysis of structural systems. Mathematics in Science and in- gineering, 177. – Academic Press, Inc., Orlando, FL, 1986. 9. Рао, Гранди. Оптимальное проектирование несущей конструкции радиально-сверлильного станка с ограниче- ниями по статической жесткости и частотам собственных колебаний // Труды АОИМ: Конструирование и техноло- гия машиностроения. – 1983. – Т. 105. № 2. – С. 206–211. 10. Редди, Рао. Автоматизированное проектирование несущих систем МРС, оптимальных в отношении стати- ческой жесткости, собственных частот и регенеративных автоколебаний // Труды АОИМ: Конструирование и техно- логия машиностроения. – 1978. – Т. 100. № 2. – С. 171–180. 11. Есимура, Такэути, Хитоми. Оптимальное проекти- рование несущих конструкций МРС с учетом стоимости изготовления, точности и производительности // Труды АОИМ: Конструирование и технология машиностроения. – 1984. – Т. 106. № 4. – С. 213–220. 12. Каминская В.В., Гильман А.М., Егоров Ю.Б. Об ав- томатизированных расчетах оптимальных размеров деталей и узлов станков // Станки и инструмент. – 1975. – № 3. – С. 2–5. 13. Каминская В.В., Гильман А.М. Оптимизация пара- метров несущих систем карусельных станков // Станки и инструмент. – 1978. – № 10. – С. 6–7. 14. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. – М.: Нау- ка, 1981. – 110 с. 15. Хомяков В.С., Яцков А.И. Оптимизация несущей системы одностоечного токарно-карусельного станка // Станки и инструмент. – 1984. – № 5. – С. 14–16. 16. Reklaitis G.V., Ravindran A., Ragsdell K.M. Engineering Optimization. – John Wiley and Sons, Inc., New York. 1983. 17. Bunday B.D. Basic optimization methods. – Edward Arnold, London. 1984. 18. Zeleny M. Multiple criteria decision making. – McGraw-Hill, New York. 1982. 19. Справочник технолога машиностроителя. В 2 т. / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Маши- ностроение, 1986. – Т. 1. 656 с. 20. Атапин В.Г., Гапонов И.Е., Павин А.Г. Автома- тизация проектирования тяжелых многоцелевых стан- ков // Тезисы докл.: I Всесоюзный съезд технологов- машиностроителей. – М., 1989. – С. 42–43. 21. Каминская В.В., Левина З.М., Решетов Д.Н. Ста- нины и корпусные детали металлорежущих станков. – М.: Машгиз, 1960. – 362 с. 22. Атапин В.Г., Пель А.Н., Темников А.И. Сопротив- ление материалов: учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – 556 с. – («Учебники НГТУ»). 23. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Физмат- гиз, 1962. – 564 с. 24. Атапин В.Г. Расчетное проектирование несущих конструкций тяжелых многоцелевых станков // Обработ- ка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2011. – № 3 (52). – С. 27–34. Obrabotka metallov N 3 (60), July–September 2013, Pages 54-67 About application of optimization methods at design of heavy multi-purpose machines V.G. Atapin Novosibirsk State Technical University, Prospekt K. Marksa, 20, Novosibirsk, 630073, Russia E-mail: metal_working@mail.ru Abstract Results on the application of the finite elements method in the combination with optimization methods in the design of heavy multi-purpose machines with a mass of some hundred tons are presented. The choice of a supporting constructions mass as an objective function in optimization problem is justified. Restrictions in a problem of optimum design of supporting constructions are formulated on the base of an analysis of the service properties possible violations (durability, rigidity, stability, resonance). A penalty functions method is applied to solute the optimization problem. The solution of the optimization problem is achieved by unconditional minimization of the objective function by the Davidon-Fletcher-Powell’s method (DFP), which uses cubic interpolation by one-dimensional search. The author’s software, which efficiency is confirmed by the solution of known functions having the accurate decision in the literature is used. Optimization pallet of carrier system of the heavy moving- rotary table which is a part of the multi-purpose machine with the mass of 380 tons, in cases of the determined and statistical models is considered. As a result of optimum design in case of the determined model a mass of the pallet is reduced by 35,5%