主轴作为卧式加工中心中最重要的功能部件,对其进行优化设计来提高卧式加工中心的动态性能和运动精度具有重要意义。根据主轴的有限元分析结果,以主轴前端半径和长度、后端半径和长度以及拉刀杆外径为设计变量,总质量最小、总体最大变形最小和1阶固有频率最大为优化目标,利用CCD试验设计方法获得初始样本点,再使用Kriging模型建立响应面。最后利用多目标遗传算法(MOGA)进行优化。结果表明所提方法实现了主轴质量减少29.6%,总变形量减少30.8%,1阶固有频率增加5.4%。

对短应力线轧机轴承座外侧静迷宫端盖的结构进行优化分析,以减轻端盖的质量、提高端盖的强度与刚度。以减少静迷宫端盖质量和最大应力应变作为优化目标,使用Creo建立端盖的参数化模型,通过ANSYS Workbench进行静力学分析,构建响应曲面模型并进行敏感度分析,最后通过MOGA算法对端盖设计参数进行最优求解。优化后与初始值相比,端盖质量减少了16.58%,等效应力降低了22.10%,等效弹性应变下降了20.39%。优化后实现了端盖的轻量化,提高了设计强度和刚度,为以后短应力线轧机的设计优化提供了参考。

为了提高磁流变制动器的制动性能，基于Herscher-Bulkley模型，以磁流变制动器的质量最小、输出制动力矩最大为优化目标，提出了一种基于有限元分析（FEA）和多目标遗传算法（MOGA）的联合优化设计方法。利用该方法获得了磁路结构的Pareto最优解，并采用组合赋权法对Pareto最优解进行选优，得到了制动器最优的磁路结构参数。仿真结果表明：所提出的磁流变制动器磁路多目标优化设计方法是正确有效的，能够获得更加紧凑的磁路结构，并提高磁流变制动器的制动力矩，可作为磁流变制动器设计的参考。