数控卷板机数值优化

 数控卷板机从上节理论分析可知，上辊轴向方向上不同位置的挠度大小不同，为方便数值优化，数控卷板机将上辊沿其轴线方向的连续位置均匀离散为 1001 个位置点。将离散化后的位置变量 x j 代入挠度方程（12），即可得到一组挠度 Ynj ，因此，理论优化的目标函数可写为对比上述理论优化和 ANSYS 优化的结果，如表 1 所示，可发现两种优化方式下得出的结论保持了很好的一致性：随着支承辊数量的增加，上辊最大挠度值降低，当降低的趋势趋于平缓，尤其在支承辊数量大于 9 时，每增加一个支承辊所带来的挠度改善效果已不太明显。

         由于当支承辊数量大于 9 时，优化后的上辊最大挠度已经小于 0.5mm，完全可以满足生产工艺需要；综合考虑增加支承辊对上辊最大挠度的改善效果以及实际卷板机制造成本，最终选择 9 个支承辊的设计方案，其各支承辊上载荷优化结果，如表 2 所示。辊的变形是卷制力、重力和支承辊载荷共同作用的结果，在同一卷板工艺中，上辊挠度与支承辊的数量、位置及载荷分有关； （2）理论模型数值优化（复合形法）和 ANSYS 有限元优化两种方法得出的优化结果具有较高的一致性，上辊最大挠度随着支承辊数量的增加而进一步减小； （3）支承辊数量高于 9 时优化后的上辊最大挠度小于 0.5mm，完全可满足生产需要，综合卷板机制造成本考虑，可选择 9 支承辊的设计方案。