马雅丽,徐 涛,钱 峰

(大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116024)

基于粒子群算法的机床支承件不确定性多目标优化*

马雅丽,徐 涛,钱 峰

(大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116024)

考虑支承件材料密度、弹性模量以及切削载荷的不确定性，提出基于不确定性分析的支承件多目标优化设计方法。以某型号机床主轴箱为例，基于灵敏度分析方法选取对切削点位移和主轴箱重量影响较大的特征尺寸作为优化变量；以支持向量机方法构建切削点位移、主轴箱重量和主轴箱一阶固有频率的近似模型；基于稳健性考虑建立优化问题目标函数，以主轴箱固有频率为约束，利用粒子群算法对此多目标优化问题进行优化。优化结果在满足设定频率要求的前提下，得到切削点位移减小和主轴箱重量减轻的最优解集。

不确定性；多目标；近似模型；粒子群算法

0 引言

为保证机床精度，支承件设计需满足各项性能指标。采用传统的经验法和相似产品类比法设计机床支承件，效果远达不到预期要求，且设计周期长、效率低[1-2]。支承件设计制造过程中存在的各种不确定性因素，更使得传统设计方法无法满足现代高精度机床的设计要求。因此在不确定性因素影响下，研究支承件满足多性能需求的多目标优化设计，成为机床设计的一个重要方向。

不确定性多目标优化方法可在充分考虑各不确定因素的情况下，使设计的各项性能指标达到预期水平，因此也越来越多地被用来解决实际问题。……