基于响应曲面的联合收割机脱粒分离装置机架多目标优化＊杨福安１，高洪１，桂飞２，舒富妹１，张宇华３（１．安徽工程大学机械工程学院，安徽芜湖２４１０００；２．奇瑞控股集团有限公司，安徽芜湖２４１００９；３．安徽大昌科技股份有限公司，安徽芜湖２４１０００）摘要：为了降低联合收割机脱粒分离装置机架的质量，运用ＡＮＳＹＳ软件对脱粒清选装置机架进行减重，在保证其动态特性的约束下，提出了基于响应曲面的多目标优化方法．优化前机架的前六阶模态的固有频率范围为１７．８４～５３．４２Ｈｚ，质量为１７９．０１ｋｇ，一阶固有频率接近于外部的激励频率，存在共振风险．以二阶、六阶模态结果和支承梁的厚度为约束条件，以提高一阶固有频率和最小机架的质量为目标，采用灵敏度分析法将优化目标强相关性梁结构作为设计变量建立了多目标优化数学模型．结果表明，该方法可兼顾其良好的动态特性和轻量化目标的达成．关键词：脱粒清选装置机架；模态；响应面分析；多目标优化中图分类号：Ｓ２２６．１文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－２１０３（２０２３）０２－００６９－０７０引言随着联合收割机产品逐渐趋向大型化，对承载脱粒清选装置的机架结构的稳定性和使用寿命提出了更高的要求．与此同时轻量化在汽车领域的应用产生了巨大的收益［１］，为脱粒清选装置机架结构的优化提供了参考．近年来，研究人员对机架进行了许多的研究．王林军等［２］基于静力学的理论，使用拓扑优化优化了液压机机架结构，优化结果使机架的动力性能得到了显著提高，并降低了机架的自重，验证了该方法的可行性；刘双喜等［３］采用Ｈａｍｍｅｒｓｌｅｙ抽样方法将机架一阶模态频率设定为目标函数，建立多目标优化的数学模型，设置设计变量与限制条件，有效的提高了机架的１阶固有频率；鄢强等［４］通过静力学分析结果，对谷物脱粒机机架结构进行拓扑优化设计，研究结果表明能够实现在满足刚度、强度条件下降低机架质量的意图；余朝静等［５］以拓扑优化为基础，采用多目标优化的遗传算法对机架进行了优化，结果表明优化后的机架结构满足设计需求．上述研究为优化机架提供了研究思路，国内很多企业在设计机架结构时仍采用经验设计方法．脱粒清选装置机架结构复杂，由多种尺寸型材组成，选择部分对研究目标影响突出的结构参数作为设计变量，可以在保证机架结构质量的同时极大的减少实验次数和节约成本．响应曲面是实验设计与数理统计相结合的数据处理方法...
