调比控位分层施肥装置设计与试验

为满足不同作物生育期养分供应,实现免耕播种作业同时肥料调比控位分层深施,设计由肥料调比分配装置及控位分层施肥开沟器组成调比控位分层施肥装置,通过理论分析及试验确定各关键部件主要参数。肥料均布器结构参数优化试验结果表明,均肥份数为极显著影响,挡杆直径为显著影响,挡杆间距无影响;挡杆直径5 mm,均肥份数16,挡杆间距8 mm,试验指标合格指数0.884,肥料均布器均肥效果最佳,优化参数通过试验验证。田间试验结果表明,控位分层施肥开沟器可按照设计要求完成肥料分层施放,实现设计功能。     

隔离温室钢结构设计及ANSYS静力分析

本文根据四川检疫隔离温室两种不同结构体型方案,运用大型结构分析软件ANSYS8.0进行三维空间钢结构静力分析,得出杆件应力、变形等结果,选择较好的结构体型,并提出结构的薄弱构件,为以后的隔离温室结构设计提供参考。     

膨胀水箱支架静强度分析

内燃机车水冷却系统中,膨胀水箱是高、低温冷却水循环回路中缺水补水的重要组成部分,而用于承载的水箱支架是受力的基础结构,其结构的强度直接影响机车辅助系统的安全性。本文采用ANSYS Workbench建立支架的有限元模型并确定结构的边界条件。经过计算,结果表明:水箱支架的当量应力为84.28MPa,最大变形3.16mm,符合静强度标准要求。     

异形温室结构的空间有限元分析

为了给空间索杆单元杂交结构的温室提供设计依据,以异形结构温室为例,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对该温室结构进行了静力线性有限元分析。计算得到3种荷载工况下结构主要构件的应力和最大挠度值:上弦杆σmax=170 MPa,ωmax=26 mm;下弦杆σmax=42.5 MPa,ωmax=20 mm;立柱σmax=29.3 MPa,ωmax=20mm;环梁σmax=55.3 MPa,ωmax=20 mm;檩条σmax=72.6 MPa,ωmax=26 mm。应力和变形结果均满足结构强度要求。该有限元分析方法可以推广到类似的温室结构的空间索杆单元杂交结构。     

喷杆喷雾机前悬架上摆臂有限元及疲劳寿命分析

针对YTK850喷杆喷雾机前悬架上摆臂在多次作业后易出现疲劳失效的问题,通过建立喷杆喷雾机前悬架上摆臂的力学模型,计算出上摆臂在不平路面、转向、制动工况下的受力情况,得到理论的载荷数据,基于Workbench软件建立上摆臂的有限元模型,得到3种典型工况下的应力。结果表明,上摆臂的最大应力点出现在不平路面工况时减震器下安装支座与右前侧圆管连接处,应力最大值为130.12 MPa,变形量最大值为0.29 mm;利用试验得到的载荷数据,对前悬架上摆臂在不平路面工况下进行疲劳寿命分析,得到前悬架上摆臂疲劳寿命和安全系数分别为0.36年和1.79;通过对上摆臂进行优化,确定圆管外径为33 mm时,最大应力减小至94.17 MPa,最大变形量减小至0.098 mm,寿命提高到0.51年,安全系数提高到2.50,为喷杆喷雾机悬架系统的合理设计提供一定理论依据。     

冲击荷载下油菜秸秆灰分混凝土的动态力学性质

运用直径80 mm分离式霍普金森压杆试验设备,研究油菜秸秆灰分掺量分别为10%、15%、20%、25%的混凝土在0.30、0.45、0.65 MPa冲击加载气压下的动态力学性质。结果表明:油菜秸秆灰分混凝土的应变率与试件加载气压呈正相关关系;峰值应力随加载气压的提高而增大,油菜秸秆灰分掺量为10%的混凝土在不同加载气压下的峰值应力变化率最大,其变化率高达63.63%;在同一加载气压下,油菜秸秆灰分混凝土峰值应力随灰分掺量的增加而减小;相比对照混凝土峰值应力,10%掺量混凝土最大,其峰值应力大于对照混凝土,而其他掺量油菜秸秆灰分混凝土峰值应力均低于对照混凝土,油菜秸秆灰分掺量10%的混凝土的动态承载力最优。     

甘蔗皮拉断应力力学特性研究

为了研究甘蔗(Saccharum officinarum Linn.)皮拉断应力的影响因素,以青皮甘蔗为试验对象,利用WD-200B型微机控制电子万能试验机进行甘蔗皮拉断正交试验,选取加载速度、含水率、加载部位为影响因素,以拉断应力为评价指标。结果表明,同一部位随着加载速度从10 mm/min增大到250 mm/min,甘蔗皮的拉断应力从31.95 MPa增大到44.89 MPa;加载速度50 mm/min时甘蔗皮的拉断应力从根部、中部、尾部呈现逐渐减小的趋势;随着含水率从45.71%减小到7.81%,甘蔗皮拉断应力先由从23.00 MPa减小到16.41 MPa,然后再增大到28.86 MPa;各因素对甘蔗皮拉断应力的影响主次关系为含水率、加载部位、加载速度。在加载速度为50 mm/min,含水率为20.10%,加载部位为尾部时,拉断应力最小。     

大跨度悬索式管桥静动态分析

基于某大跨度悬索式管桥设计方案,根据其结构特点,应用ANSYS分析软件建立了三维有限元模型,对模型进行了静力、模态和风振反应的有限元分析。静力计算结果表明,悬索管桥各构件均处于较低的应力状态;通过模态分析获得了悬索管桥结构的前20阶固有频率;风振动态分析结果表明,悬索管桥结构位移响应曲线与各个时刻输入的风荷载数据趋势类同,主索上的应力响应峰值较小,管桥的应力响应峰值明显增大。     

大型LNG单容罐罐顶网壳结构有限元分析

针对大型LNG单容罐罐顶的荷载分布呈现出非均布、非对称的特点,以某3×104 m3 LNG双壁金属单容罐罐顶为研究目标,建立了罐顶直径45.2 m的肋环形单层球面网壳结构的有限元模型,结合相关标准规定对网壳结构按实际荷载分布情况进行加载,并对28种荷载工况下网壳结构的强度、刚度和整体稳定性进行了有限元分析计算。结果表明:在恒荷载+设计内压荷载组合工况下网壳有最大应力为273.07 MPa;在恒荷载+活荷载组合工况下网壳有最大竖向位移为31.02 mm,网壳的安全系数为6.372,整体安全可靠。同时,非线性分析结果表明:当网壳发生失稳时,整体失稳点出现在局部荷载最大的泵井位置,对网壳结构整体失稳起重要作用的局部荷载在进行静力及稳定性分析时必须加以考虑。     

桁架拱轻钢大棚骨架K型节点受力性能对比与分析

我国北方寒区常发生桁架拱轻钢大棚在暴风、暴雪共同作用下破坏。以桁架拱轻钢大棚骨架的薄弱部位即K型节点[1-3]为研究对象,采用ANSYS有限元分析软件对灌浆K型节点及空心K型节点进行模拟静力分析,同时进行了灌浆K型节点及空心K型节点静力加载试验,验证了有限元分析结果的正确性。分析结果表明,灌浆K型节点与空心K型节点的最大应力均出现在受压支杆与主管焊接处,且灌浆K型节点应力明显小于空心K型节点应力,灌浆改善了桁架拱轻钢大棚骨架K型节点的受力性能,为灌浆桁架拱轻钢大棚骨架的整体分析提供了依据。     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

水田高地隙喷雾机轮履复合动力底盘的设计与试验

【目的】探讨水田高地隙喷雾机轮履复合动力底盘结构可行性,解决现有水田喷雾机陷深大、田间行驶通过性差等问题,满足南方地区水稻种植模式和农艺要求。【方法】对动力底盘的转向及行驶性能进行理论分析,对履带与轮式行走装置的关键部件以及整机传动系统进行设计,应用有限元软件在静态负载工况下对履带梯形支架进行分析,得到满载状态下履带行走装置的载荷分布和薄弱部位,根据分析结果对行走装置进行优化。【结果】确定底盘离地间隙950 mm,履带宽20mm。在静态满载工况下,履带梯形支架所受最大应力发生在轮毂连接处,为128.87MPa;最大位移量发生在承重轮连接处,为1.05 mm;满足强度性能要求。田间试验结果表明:行驶速度1～3 km/h,水田行驶最小转弯半径3 380 mm,前轮陷深115 mm、后履陷深63 mm。【结论】轮履复合动力底盘结构具有可行性,整机工作性能满足水田作业要求,本研究结果对研发新型水田高地隙喷雾机具有一定参考价值。     

拖拉机动态载荷加载平台设计与试验

拖拉机作业性能及其可靠性直接影响农业生产效率.针对室内固定试验台结构庞大、成本高、移动负荷车功能单一等问题,设计了一种适用于中小型拖拉机的动态载荷加载平台.该平台可根据拖拉机试验国家标准,完成包括PTO功率、牵引功率和提升能力在内的多项加载试验,还可实现基于不同农机具、土壤条件、作业工况等田间作业载荷谱的动态加载试验,...     

轮距可调式喷雾机底盘驱动桥静强度分析及试验研究

为保证高地隙喷雾机底盘的可靠性,针对开发的高地隙喷雾机底盘及其轮距可调特性,建立了底盘驱动桥的三维模型,基于ANSYS软件对其静态结构强度进行了有限元分析研究,并对分析结果进行了试验验证。静强度分析结果与试验测量结果基本吻合。同时,结果表明,横管截面尺寸和壁厚对驱动桥的静强度有显著影响,采用截面尺寸为180 mm×130 mm、横管壁厚为15 mm的驱动桥完全能满足高地隙喷雾机底盘结构的强度要求,其产生的最大总变形对底盘性能的影响也可忽略。 采用该驱动桥时,底盘单侧轮距调出量从0 mm增加到400 mm,驱动桥产生的最大等效应力从159.7 MPa增大至285.17 MPa,驱动桥产生的最大总变形从1.04 mm增大至2.52 mm。该结果为保证轮距调节范围内高地隙底盘驱动桥强度的可靠性和满足变形范围要求提供了理论依据和数据支撑。     

基于ANSYS的内燃机气门控制装置的动力学分析

介绍了一种新型内燃机气门开缸控制装置,可实现分缸断油、自动减压起动。为验证其可靠性,以在6135型柴油机上加装的控制装置为例,利用ANSYS软件对压板进行了瞬态动力学分析、模态分析和谐响应分析。分析了压板的应力、变形、固有频率以及对振动激励载荷的响应情况并进行了优化,分析结果表明将压板拐角处圆角半径增大至15 mm可提高压板刚度,提高固有频率,使第1阶固有频率提升了16.05%,第1阶响应频率由90Hz提升至110 Hz有利于避开共振,同时对静载荷和冲击载荷的承受情况均有明显改善,稳定后的应力数值降低了43%,冲击造成的摆动幅值下降了29.6%,稳定时间下降了14.28%,有利于气门控制装置可靠性的提高。     

白萝卜种子颗粒模型离散元接触参数标定与试验

在利用EDEM与FLUENT耦合模拟白萝卜排种器排种过程时,白萝卜种子颗粒参数设置以及模型的选择直接影响仿真结果的可靠性。结合白萝卜种子真实颗粒和仿真堆积试验,标定了不同填充球颗粒半径白萝卜种子模型的2个主要接触参数：白萝卜种子-有机玻璃静摩擦系数和白萝卜种子间静摩擦系数。采用自动填充方式创建了不同填充球颗粒半径白萝卜种子的离散元模型。利用Plackett-Burman试验对物料特性影响参数进行分析,发现白萝卜种子-有机玻璃静摩擦系数、白萝卜种间静摩擦系数对堆积角的影响极显著。结合台架与仿真堆积试验,建立了2个主要接触参数与堆积角的二元回归模型,以白萝卜种子实际堆积角为目标对参数进行寻优,得到不同填充球颗粒半径白萝卜种子模型的白萝卜种子-有机玻璃静摩擦系数和白萝卜种子间静摩擦系数。结合堆积角相对误差率与仿真时间分析最佳球颗粒填充半径,当白萝卜种子离散元填充颗粒半径为0.25 mm时,其仿真精度和仿真时间最优。得到的最佳填充球颗粒模型以及标定的接触参数,为白萝卜种子排种器研究提供一定的参考。     

叶菜定植盘清洗装置扇形喷嘴清洗参数的优化与试验

针对叶菜定植盘残留基质、叶菜碎屑的问题,设计了一款工厂化叶菜定植盘清洗装置。该装置主要由机架、清洗组件、刮渣组件、防水组件等构成。工作时,定植盘由输送线送入清洗装置中,刮渣组件去除定植盘上较大块残留物,清洗组件去除基质、叶菜碎屑等。选用6530型不锈钢扇形喷嘴,以靶距和冲击角为试验因素,清洗面积占比为评价指标,进行单因子试验和二元二次回归正交组合试验。优化后的清洗参数为：扇形喷嘴出口孔径3.5 mm、水射流锥角65°、水射流靶距45 mm、水射流冲击角5°,清洗面积占比最大可达97.45%。经清洗试验验证,清洗面积占比均值为94.70%,可满足工厂化叶菜定植盘的清洗要求。     

油茶果采摘装置关键部件的设计与试验

为解决目前我国油茶果采摘效率低,劳动强度大,采摘成本高等问题,设计了一款油茶果采摘装置,并对其关键部件进行了详细设计.通过建立油茶果采摘力学模型和求解,得到影响油茶果的采摘因素.运用ADAMS仿真分析得到激振器最大输出加速度为124.7 m·s-2,激振器产生的最大惯性力为10.03 kN;结合油荼果采柄分离力试验结果,确定了采摘装置参数设计的合理性.正交试验表明:影响油荼果采摘率主次因素依次为激振频率、激振时间和激振幅值;影响花苞损伤率主次因素依次为激振频率、激振幅值和激振时间.采用综合评分法得到了油茶果采摘最佳参数组合,即激振时间为10s、激振频率为15 Hz、激振幅值为150 mm时,此时油茶果的采摘率为85.36％,花苞损伤率为14.35％.     

单腔斜置高速排种器排种盘有限元分析

针对高速作业时排种器作业效率低和漏播严重等问题，本文设计了一种单腔斜置高速排种器排种盘，并对其力学性能进行了分析。首先，建立单腔斜置高速排种器排种盘的三维模型；然后，将该模型导入有限元分析模块中，选取求解器和解算方案类型，对相关材料属性进行定义，划分单元网格，设置载荷类型并求解。结果表明：在500 r/min转速下，排种盘所受到的最大应力为0.125 0 MPa、最小应力为0.000 3 MPa，排种勺穴腔所受到的最大应力低于0.003 MPa；排种盘在500 r/min转速下所产生的最大位移量为0.000 382 mm，排种勺穴腔所发生的最大位移为0.000 317 mm，该变形对高速排种器寿命和磨损的影响几乎可以忽略。从上述分析结果可知，在高转速作用下，该排种盘的力学性能满足作业要求。同时，上述分析结果可为机械式排种器的设计提供理论指导。