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随着现代加工制造业对加工中心加工精度、稳定性、可靠性等要求的不断提高，加工中心结构的优化已逐渐向改善加工中心静动态性能方向发展^[|2]。加工中心立柱作为加工中心零部件主要支撑结构之一，支撑着横梁、滑枕、滑座等零部件的重量，对加工中心的加工性能有着重要的影响，近年来，立柱已经成为众多学者的研究对象。

文献[2]针对立柱提出了一种基于拓扑优化、筋板形式选择与布局及尺寸优化的结构设计方法，对立柱进行了优化设计，从而提高立柱项性能。文献[3 ]采用拓扑优化和遗传算法对立柱的筋板结构进行了优化设计，提高立柱的静动态性能。文献

[4] 运用有限元法分析立柱的静动态特性，设计了 3种元结构，并以出砂孔形状、尺寸、孔数、筋板作为优化的对象，仅以固有频率和刚度为优化目标，以质量为约束条件对立柱进行了优化设计。文献[5]对立柱进行拓扑优化，并建立了立柱厚度与变形量之间的关系曲线，从而选择厚度参数，使立柱质量减轻，刚度增加。文献[6]对龙门加工中心静动态特性进行了分析，找出薄弱结构为横梁，并对横梁的结构进行改进设计，从而提高整体的静动态性能。文献[7]对工作台进行了多目标优化设计，选取13个优化目标，使优化后的工作台各项性能均有所提高。文献[8]采用仿生学原理模仿树根部结构设计了立柱筋板布局结构，提高了立柱性能。文献[9]分析了整机动态性能，找出了加工中心Z、F、Z轴进给方向上筋板强度的不足，并提出了改进措置。文献[10]提出了一种基于APDL的快速设计方法，并以加工中心立柱为例，分析了多种筋板布局的立柱性能，证明该方法的可行性。

以上研究主要采用拓扑优化设计、关键结构的尺寸设计，从而提高立柱等部件的静动态性能。本文中以加工中心立柱的筋板结构、筋板厚度、起吊孔内径为试验因素，以质量、耦合变形、一阶固有频率、耦合应力为评估指标，设计了 3因素4水平的正交试验，并采用灰色理论和组合赋权法对立柱进行了优化设计，从而得到的参数组合方案。

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结束语：

对加工中心立柱进行建模与静态和模态分析，提出了基于正交试验,灰色理论-组合赋权的加工中心立柱优化设计新方法。设计了 3因素⁴水平的等水平正交试验，实现立柱的多因素多指标的优化设计，克服传统设计方法的因素单一，指标少带来的设计缺陷。采用灰色理论与组合赋权法对试验数据进行处理，既考虑了客观因素对优选结果的影响，又融合了主观因素对结果的影响,使最终结果更加真实，可靠，更符合客观实际。试验结果表明：

1) 立柱参数组合方案为：“十”型筋板结构，筋板厚度为20 mm,起吊孔内径180 mm。与原立柱方案相比，优化后在耦合变形基本不变的情况下，立柱质量减轻了 503 k_g，应力减少了6%，一阶固有频率也有所增加，立柱轻量化效果明显。

2) 文中将正交试验，灰色理论与组合赋权方法应用在立柱的优化设计中，说明了正交试验具有较强的工程应用性，拓展了灰色理论与组合赋权的应用领域,为加工中心等其它零部件的设计提供了有益的

方法参考。

3) 文章虽然将立柱的筋板结构、筋板厚度、起吊孔内径作为试验因素.并提出了立柱优化设计的新方法,使立柱相应的性能得到提高。在后续的研究中，可以将立柱的壁厚、外形尺寸等作为试验因素，并且结合灵敏度分析法提高参数选取的精确性，将进一步提高立柱优化后的性能。