面向微耕机减振的扶手模态分析

为了降低西南地区广泛应用的微耕机扶手处的振动,得到扶手的振动特性至关重要。为此,在UG中建立了扶手的三维模型,应用ANSYS软件和LMS test.lab系统分析了扶手的自由模态和试验模态,分别得到了扶手前6阶固有频率及振型,通过对比可知两者振型一致,频率的平均相对误差为4.24%,仿真结果的精度满足要求。进而,分析了扶手的约束模态,得到了其前6阶模态值,前4阶频率分别为13.02、17.22、28.57、77.88Hz;1阶振型是Y轴的横向振动,2阶振型是Z轴的上下振动,3阶固有频率处发生了扭转振动,4阶振型是Z轴的弯曲振动;各阶振型在扶手与人手接触处的位移量最大。     

蓝莓植株的振动特性分析与试验研究

【目的】采用机械振动式采摘方式进行蓝莓采摘,获得最佳采摘激振频率,以提高蓝莓采摘效率。【方法】在分析蓝莓植株生长形态后对蓝莓植株进行了物理建模,同时通过有限元仿真软件对蓝莓植株进行了模态分析与谐响应分析,并利用电动振动采摘试验台进行了激振频率为1 Hz、2 Hz、3 Hz的振动试验,获得不同侧枝前1 s～3 s的加速度。【结果】1）蓝莓植株的固有频率与阶数成正比关系,前12阶固有频率为2.08 Hz～5.04 Hz;2）蓝莓植株的各个侧枝加速度不同,同一侧枝的二级枝加速度大于一级枝加速度,所施加的最佳激振频率为1.9 Hz;3）蓝莓植株最佳采摘激振频率为1.8 Hz～1.9 Hz,验证了蓝莓植株最佳激振频率与仿真分析的一致性。【结论】本研究可为机械振动式蓝莓采摘机激振频率范围选择提供理论依据,并为振动式蓝莓采收装置的设计提供理论基础。     

基于模态规划法的履带拖拉机车架振动分析与优化

为优化拖拉机车架振动参数,改善驾驶舒适性,本文基于模态规划法对履带拖拉机车架进行振动分析与优化。现场测试了履带拖拉机田间行驶工况下车架X、Y、Z方向的时域振动参数,采用傅里叶分析法获取振动的线性自功率谱参数,数据表明加速度峰值对应频率为8.125 Hz、21.25 Hz、42.5 Hz和85.625 Hz。建立车架有限元模型并进行模态求解,第2阶固有频率23.98 Hz、第4阶固有频率85.00 Hz与振动激励峰值频率之间的差值均小于3 Hz。采用模态规划法和响应面法优化车架模态参数,获取了各个因素对目标参数的影响规律,当两根支撑梁之间间距、支撑梁壁厚、支撑梁边长分别为149.90 mm, 5.01 mm和65.00 mm时,第2阶和第4阶模态频率最优。通过有限元仿真对最优解进行验证,仿真结果表明,第2阶固有频率和第4阶固有频率分别为48.53 Hz和89.97 Hz,对应的误差率分别是1.99%和1.03%,具有较好的优化效果。本文的研究方法和结论可推广至其他农业机械的振动优化分析。     

智能烟叶采摘机机架结构静动态特性分析及优化

【目的】获得具有良好静动态特性的智能烟叶采摘机机架结构,确保烟叶采摘机械在定位和摘取过程中的精确性和稳定性。【方法】课题组应用CAE技术对机架进行了静力学分析和模态分析,并根据变形量、模态振型、模态频率以及应变能密度等数据结果对机架薄弱环节进行了优化设计。【结果】优化后的机架相比优化前的机架最大变形量由0.30 mm降低到0.13mm,优化百分比达到了56.7%;一阶模态频率从15.55 Hz提高到了33.47 Hz,优化百分比为115.2%;二阶模态频率也有较大提升,从26.05 Hz提高到39.22 Hz,优化百分比为50.6%;其余低阶模态也均有不同程度的提升。【结论】该研究结果有助于保障自动化、智能化控制的烟叶采摘机械的实施效果,并为烟草种植业带来更好的效益和发展。     

插秧机车架的动力学特性分析

为探究插秧机车架在工作工程中的瞬态动力特性,避免共振,对插秧机车架进行模态和瞬态动力学分析。利用ANSYS软件进行有限元建模,对该车架进行模态分析,获取其前20阶固有频率和模态振型,同时对其进行瞬态动力学分析,获取该车架的变形分布云图。仿真结果表明:该车架的固有频率在85Hz、111Hz、135Hz和148Hz处较为集中,应尽量避免这几个频率的振动激励;该车架的前后两端和后方圆管件较容易发生振动变形;在瞬态动力冲击下,该车架沿Y轴方向变形量最大。研究方法和结论对其他机构的设计研究提供一定的参考依据。     

环模压块机传动系统的随机振动分析

【目的】立式环模压块机压制燃料过程中产生的振动易对压块机传动系统使用安全产生影响,针对此问题展开研究。【方法】课题组首先使用三维建模软件SolidWorks对压块机传动系统建立三维模型,导出x＿t格式文件后,将其导入有限元分析软件ANSYS Workbench,并使用该软件对其进行模态分析,然后在模态分析的基础上,对压块机传动系统进行随机振动响应分析。【结果】对压块机传动系统进行随机振动响应分析后得出传动系统的位移分布云图和应力分布云图,传动系统压辊处发生位移变形,其位移变形最大方向为Z方向,为0.013 796 mm;其应力分布在压辊与偏心轴的接触处,最大值为0.132 52MPa。【结论】压块机传动系统满足随机振动环境下的振动强度要求,工作过程中产生的振动对系统的影响在安全范围内。     

粗纤维粉碎机核心机构的模态分析

针对粗纤维粉碎机在工作过程中因机械振动而发生疲劳失效的问题,采用模态分析理论,利用分块兰索斯法求解得到粉碎机构在自由模态和约束模态下的固有频率和振型,得到粉碎机构的较大形变区域,其模态分析结果表明粉碎机构的主轴轴端、支撑圆盘边缘及切割刀片尖端处易产生较大位移与变形,且变形具有代表性。并得到在约束模态下,粉碎机构在10.25Hz、30.17Hz、96.52Hz、185.36Hz处易产生共振,变形最大区域发生在切割刀片的尖端位置,其变形值为64.769mm。提出可通过适当加粗粉碎机构主轴直径,在支撑圆盘及切割刀片尖端处焊接加强板等方式,以提高其结构刚度,避开其共振点频率,减小因振动产生的变形,为传动方式选用和整机结构改进提供理论依据。     

可重构小型农业作业机变速箱体实验模态分析

变速箱体是可重构农业作业机的通用零件,对作业机动态特性影响显著.为研究箱体的振动特性,使用LMS振动测试系统,用模态实验的方法,识别了箱体前5阶固有频率、阻尼和模态振型等参数.模态分析表明,筋板与箱体连接处以及行走轮空腔附近区域相对振幅较大,箱体第5阶固有频率2998.76Hz,接近发动机激励频率30Hz的整数倍,可造成工作过程中的较大振动.实验结果为箱体动态特性修改提供了可靠依据.     

基于ANSYS的共振装置三维系统建模及优化设计

为提高小麦联合收割机的使用寿命、降低收割作业过程中产生的共振,基于ANSYS分析理论,对易产生共振的核心装置进行三维系统建模和优化设计。通过分析联合收割机工作机理及运动特点,根据机械振动理论和激振频率模型,利用UG软件,选取收割机的机架和收割系统作为研究对象,对其进行结构优化后得出三维系统物理模型,并导入ANSYS分析软件进行模态求解分析得出前4阶振型。从振型图可知:优化设计较好避开了共振点。振动试验结果表明:有限元计算的固有频率与振动试验值误差在±8%范围内,机架与割台质量分别降低15. 3%和8. 8%。由此验证了三维系统建模参数设计的合理性与可行性,从而为类似收割机的振动分析提供思路与参考。     

3kW小型风力机叶片的分析

提出了一种风力机叶片的建模方法,通过有限元分析软件ANSYS对风力机叶片进行模态分析,得出叶片十阶模态频率信息图和振型的固有频率和变形图,并分析了叶片容易折断的部位和原因。设法避免叶片发生共振,减小叶片振动时的振幅,最终为解决叶片断裂问题打下基础。     

3 kW小型风力机叶片的分析

提出了一种风力机叶片的建模方法,通过有限元分析软件ANSYS对风力机叶片进行模态分析,得出叶片十阶模态频率信息图和振型的固有频率和变形图,并分析了叶片容易折断的部位和原因。设法避免叶片发生共振,减小叶片振动时的振幅,最终为解决叶片断裂问题打下基础。     

压缩打捆机构及曲柄模态与谐响应分析

本文针对压缩打捆机构及曲柄因振动容易产生疲劳损坏等问题,应用模态分析理论和谐响应分析相结合的方法,分析打捆机压缩曲柄滑块机构及曲柄的振动特性及振型特点,并通过仿真对打捆机构及曲柄进行变形分析,提取变形关键点,应用谐响应分析的方法获取关键点的最大峰值和共振点频率范围。分析结果显示:在曲柄上下端面及与连杆交界处易发生较大变形,当振动频率为100.81 Hz、126.11 Hz、278.6 Hz时,曲柄易发生共振现象。针对问题提出解决方案:可采用在铰接处焊接加强板或加固螺栓的方法避开共振频率,为整机设计提供理论依据。     

一种遥控多功能草方格铺设履带车的设计

【目的】铺设草方格是防沙固沙的有效方法之一,但现有重型草方格铺设设备无法铺设沙漠腹地及沙丘坡面的问题有待解决。【方法】课题组设计了一种能够远程遥控的多功能草方格铺设履带车,首先,利用SolidWorks软件完成了履带车整体结构的三维建模。其次,在履带车控制系统设计中采用INFINEON/英飞凌SAK-TC264D-40F200W为主控芯片,采用DRV8701电机驱动板为履带车行走机构和液压系统的驱动单元。最后,完成了草方格铺设履带车的主控电路设计和驱动电路设计,并利用PWM控制技术设计了履带车的行走电机和蒲草压刀执行单元的控制算法。【结果】该设备以履带作为行走装置,采用远程遥控行进的方式铺设草方格,一次行进可以完成铺草、播种和撒种等工作,能够较好地降低工人工作强度,有效规避工人在陡峭位置铺设草方格时的风险。【结论】本设计能较好地弥补当前草方格铺设设备工作中的不足,在荒漠化防治方面具有重要现实意义和广阔应用前景。     

液压挖掘机动臂有限元分析及优化设计

动臂是液压挖掘机执行装置中的关键部件,针对当前挖掘机设计过程中存在的问题,采用三维建模软件Creo3.0创建挖掘机动臂三维模型,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对液压挖掘机动臂进行静力学分析和模态分析,获得动臂的应力分布、固有频率和模态振型;对动臂结构中的薄弱位置,在ANSYS Workbench软件中进行分析及结构优化;根据优化结果改进动臂结构,并对优化后的动臂进行强度校核。分析结果表明,改进后的液压挖掘机动臂结构正确并有效。     

微耕机变速器的振动特性分析——基于ANSYS Workbench

为分析造成微耕机工作过程中振动强烈的原因,对某微耕机的变速器进行振动分析。采用UGNX建立该变速器的三维模型,通过UGNX与ANSYS workbench的无缝接口,将三维模型导入ANSYS中建立有限元模型。对变速器进行模态分析,得到变速器的固有频率和振型。数值模拟分析表明:在工作状态下,微耕机变速器的1阶固有频率是346.58Hz,高于发动机和旋耕刀辊产生的激振频率,因此变速器不会产生共振。     

进浇口共振破断设备振动系统的谐响应分析

为了确定某种压铸件在去除进浇口时的激振频率,以进浇口共振破断设备的振动系统为研究对象,采用Pro/E对振动系统进行三维建模以及简化。通过有限元ANSYS对振动系统进行模态分析,得到前12阶的模态振型和固有频率。根据模态分析结果对振动系统进行谐响应分析,得到进浇口处的应力和应变响应情况,以此确定了进浇口共振破断设备在分离进浇口时的最佳激振频率。最后通过试验进行了验证。将其作为进浇口破断的理论依据,对其余小型压铸件在破断分离时找到最佳激振频率,获得良好破断效果具有指导意义。     

水稻联合收割机切流滚筒结构分析与优化

国产切纵流水稻联合收割机切流滚筒脱粒过程中存在喂入不畅及振动较大等问题,通过对切流滚筒结构进行静力学和模态分析得知,切流滚筒的结构强度满足设计要求,但工作转速760~800r/min频率位于第1阶固有频率14.51Hz的0.8~1.2倍共振区内。为此,设计了一种具有伸缩脱粒元件的偏心切流滚筒结构,并在ANSYS软件中进行了静力学仿真及轴端约束模态分析,结果表明:所设计的偏心切流滚筒结构强度满足要求,偏心切流滚筒的转速频率12.67~13.33Hz,小于偏心切流滚筒的第1阶固有频率25.59Hz;同时,偏心切流滚筒重心产生的力矩平衡了7.2%的茎秆对切流滚筒产生的阻力矩。     

基于ANSYS的播种机牵引梁模态分析

运用Pro/E对2BQ-2型精密播种机牵引梁进行三维建模,并利用ANSYS Workbench软件对播种机牵引梁结构进行模态分析,求解出牵引梁结构的模态参数,确定了牵引梁的固有频率和振型特征。在0～1Hz内,牵引梁的模态频率较密集,是影响牵引梁振动的主要区域,当外加激励频率与牵引梁固有频率相同时发生共振,引起播种质量下降;当牵引梁以0.237Hz的频率振动时,牵引梁将进行摆振,研究结果为牵引梁的优化设计提供了参考依据。     

数控机床整机振动测试方法研究

【目的】随着我国工业化进程的不断加快,数控机床在工业生产中的应用日益广泛,由于数控机床零件较多、操作频繁,很容易引发数控机床整机振动问题,影响到数控机床的工作性能,因此,采取有效措施抑制数控机床整机振动十分重要。【方法】笔者通过理论分析法和案例分析法,阐述了数控机床整机振动测试状况,找到了产生整机振动的原因,从确定实验仪器设备与实验内容、搭建实验系统、振动测试以及测试数据分析等方面探究数控机床整机振动测试过程。【结果】笔者发现在一阶次模态下,立柱上所产生的振动比较强烈;在二阶次模态下,工作台和主轴箱靠近电机的一侧所产生的振动比较强烈;在三阶次模态下,工作台、立柱和主轴箱上部所产生的振动比较强烈;在四阶次模态下,机床身下部位、立柱和主轴箱上所产生的振动比较强烈。【结论】确定了数控机床整机振动测试方法有效,能够适用数控机床整机振动测试。     

激光钳工划线机横梁结构的有限元分析

横梁是激光钳工划线机中重要的承载部件,其静、动态特性对整机的划线精度和稳定性影响很大。采用ANSYS的designmodeler模块对激光钳工划线机横梁结构进行三维建模,并进行静力分析与模态分析。结果表明:当激光器运动到横梁中点时,横梁整体产生最大变形,最大变形量0.0052mm;通过模态分析得到了横梁整体前6阶固有频率和相应振型,其一阶固有频率为202.04Hz。以上分析验证了该激光钳工划线机横梁结构的静态特性和动态特性皆满足划线精度要求。