Obrabotka Metallov 2014 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (62) 2014 65 ОБОРУДОВАНИЕ ние для типовых условий эксплуатации несущей системы с оптимальными базовыми деталями. Таким образом, используя набор уровней проектирования, мы на каждом уровне имеем дело с задачей гораздо меньшей размерности. При расчете сложной конструкции увеличение числа уровней декомпозиции, как известно, в целом более экономичнее, чем непосредствен- ное решение сложных алгебраических систем. Результаты и обсуждение Расчетыпоказали, что данная технология про- ектирования позволяет получать оптимальные по массе базовые детали при заданной точности и производительности механической обработки. Однако при этом установлено, что с увеличени- ем габаритных размеров базовой детали, подроб- ным описанием ее реальной компоновки (учет ребер жесткости, вырезов и др.), ростом числа конечных элементов и узлов при измельчении конечноэлементной сетки оптимальное проек- тирование такой конструкции становится трудо- емкой задачей в связи с большой размерностью модели и итерационными процедурами методов оптимизации. В таких условиях целесообразно использовать уровень декомпозиции I (рис. 3) для снижения размерности модели, а получен- ный результат далее обобщить на конструкцию в целом (уровень II). Рассмотрим на примере стойки МС (рис. 4) использование подконструкции при проекти- ровании. Выделенная подконструкция должна включать достаточное число связей (обеспечи- вается равновесие и кинематическая неизменяе- мость конструкции) и обладать свойством пол- ноты с позиции оптимизации (учет возможных видов нарушения работоспособности, характер- ных для конструкции). В нашем случае выделим подконструкцию стойки в несущей системе на уровне шпиндельной бабки, состоящую из двух поясов серийной стойки общей высотой 1 м (рис. 4). При расчете несущей системы (рис. 5) на этапе I для стойки получены расчетные уси- лия (здесь не приводятся) в местах контакта шпиндельной бабки со стойкой и поле переме- щений. Для выделенной подконструкции поле перемещений приведено в табл. 1. Допускаемая деформация [δ] назначается для точек 1–3 и 7–9 передней стенки стойки, положение которой Рис. 4. Выделение подконструкции и ее реальная геометрия а б Рис. 5. Исходное ( а ) и деформированное ( б ) состоя- ния несущей системы станка