摘要：以某龙门加工中心的横梁为研究对象,在传统经验设计得到的横梁结构基础上,建立了基于ANSYS的横梁有限元模型,运用有限元分析方法,对横梁关键尺寸进行静动态特性灵敏度分析。根据灵敏度分析结果,利用最小二乘法,得出了关键尺寸对横梁静动态特性及质量的相对灵敏度。采用极端尺寸调整方法,分别以静变形量、1阶频率为性能指标,实现横梁单性能指标的轻量化设计;然后在两种方案的基础上,得到较为合理的横梁轻量化设计方案。结果表明：在满足横梁静动态特性要求的情况下,横梁质量减小了152 kg,实现了横梁的轻量化设计。

关键词：横梁 灵敏度分析 轻量化设计 有限元 最小二乘法 

单位：南通大学机械工程学院 江苏南通226019 泰山科学技术研究院 山东泰安221000