三七温室育苗槽基质蒸汽消毒机的设计

为了解决三七工厂化育苗中的基质消毒问题,设计了一种适用于温室育苗槽的基质蒸汽消毒机,阐述了该机的基本工作原理、总体结构组成及关键部件设计,并采用有限元分析软件对消毒机的核心工作部件抛土刀片进行了静力学分析和模态分析。通过静力学分析,发现抛土刀片工作过程中,其应力主要集中在刀柄根部与刀盘接触的部位,应力最大值为118.62MPa,小于材料的屈服强度355MPa;应力较集中的部位也是应力较大的部位,应变最大值为0.596 48mm;刀片变形量最大的部位是刀片顶端与基质接触的部分,最大变形量为1.637 5mm;通过模态分析,得到刀片前6阶模态的振频和振型,刀片的干扰频率为5 Hz远小于前6阶模态的振频,验证了其设计的合理性。     

玉米根茬粉碎还田刀具系统设计及浅析——基于阿基米德螺旋线

玉米、秸秆被处理之后,根茬仍留在耕地中,影响后期的耕作及农作物播种.为达到保护性耕作的要求,设计出一种玉米根茬粉碎还田机械刀具系统,可将根茬粉碎于田间.该刀具系统由刀片、刀盘和刀轴组成.刀具刃口设计为阿基米德螺旋线,减少了切削阻力,提高了切削效率.刀盘布置为“倒W”排布,保证灭茬连续、无遗漏的同时使得径向跳动微小,并对其进行Pro/E 4.0建模,导入ANSYS 13.0/Workbench中,进行模态分析和应力分析和应变分析.分析结果表明,该刀具系统满足工作要求.该刀具系统的设计可为玉米的保护性耕作提供一定的理论依据.     

玉米收获机割台支架三维有限元分析

运用三维有限元分析方法,以4YW-2型玉米收获机为例,对其割台支架进行了静态和动态分析,求得了应力、应变和结构前4阶自振频率和振型图,发现该产品应力和应变分布不均匀,找到了有严重应力集中和材料冗余的区域.其结果为我国玉米收获机的科学设计提供了科学验证,并为改进和优化结构提供了理论依据.     

基于联合仿真技术的秸秆粉碎装置设计与研究

针对目前收获期秸秆如何有效还田等问题,将刚柔耦合联合分析方法应用于农业机械中,设计了一种小型秸秆粉碎机模型。首先,使用CATIA和ADAMS软件建立粉碎机的虚拟样机动力学模型;其次,对其进行了多体动力学仿真,得到了刀片的动态载荷曲线,确定了刀片在工作过程中所受的载荷谱;最后,根据ADAMS输出的载荷谱,利用有限元原理,在ABAQUS中建立了刀片的有限元模型,计算出刀片在实际工作中的承受应力和应变。根据强度理论可知,运用该方法设计出的刀片完全可以满足强度要求,其研究结果为联合仿真技术在农业机械中的实际应用提供了参考。     

基于离散元法的果园开沟刀具的仿真与试验研究

为探究自主研制的果园立式单轴开沟机刀片数量对开沟质量及功耗的影响及刀片在作业过程中受力最大的部位,采用离散元法建立了4刀片刀具开沟过程的仿真模型,并运用转速—扭矩测量平台获得了开沟过程中刀具的真实功耗,得出仿真模型的误差为9.3%,从而验证了离散元法对刀具开沟过程进行模拟的可行性。运用该仿真模型分别对刀片数目为3和5的刀具开沟过程进行了仿真研究,结果表明:当刀片数目为3时刀具的功耗最小,刀片数目为4为时开沟效果最好。通过分析4刀片刀具工作时的受力情况,得知其在工作开始时功耗波动较大,底端刃口处始终受到较大力的作用,因而应对其进行耐磨处理。     

香蕉茎秆纤维提取机刀片的分析和优化设计—基于SolidWorks

为减小香蕉茎秆纤维提取机刀片工作时的最大应力,增大其安全系数,利用SolidWorks软件对刀片进行三维建模,运用软件的Simulation插件分析刀片的应力、应变云图,并对刀片相关尺寸进行优化设计。优化结果显示,刀片的最大应力由68.58MPa下降到49.33MPa,下降约28%;刀片的最小安全系数由3.21上升到4.47,增加了约1.4倍;刀片的质量由0.702kg下降到0.698kg,达到了优化的目标。     

新型无叶粉垄刀具仿真设计研究

针对粉垄刀具作业功耗和切削阻力大及耕后表层土块大的问题,设计了一种新型无叶(螺旋叶片)刀具,采用SPH法建立3种线型新无叶刀具作业系统仿真模型,进行作业性能对比分析,优选一种线型新刀具,并与原刀具进行对比,且对优选新型无叶刀具作业过程进行分析。研究结果表明：与原粉垄刀具相比,新刀具功耗减少了8.4%,表层土壤破碎度减小了43.3%;新刀具作业后土壤表层破碎度较高,主要是由于新刀具耙齿切出细长条的土块后,土块可受到上层外部刀片和相邻刀具的上层外部刀片交错切削;刀具的切削阻力受外部刀片数量和分布、耙齿的宽度及底刀的结构等因素影响较大。研究结果可为粉垄刀具减阻优化提供理论依据。     

向日葵收割装置的设计与仿真研究

应用UG建立日葵收割装置的三维模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中构建虚拟样机模型。通过设置模型参数,添加约束和驱动,以茎杆为切割对象,实现在ADAMS/View环境下的运动仿真。根据割刀不同速度切割完向日葵茎秆,主要分析刀片在线速度n=50m/s状态下的运动数据。结果表明,除刀片在切割初始阶段产生较大的加速度,刀片速度有波动外,其余阶段刀片加速度很小且曲线平稳,说明所设计的刀具符合整杆式切割装置对平稳性的要求。     

甘蔗收割机单圆盘切割器切割运动分析与仿真

为研究收割机单圆盘切割器运动对甘蔗切割质量的影响,提高切割器的切割质量,根据单圆盘切割器运动方程,结合甘蔗收割要求,建立单圆盘切割器不漏割一般条件式,对不漏割最大速比与切割器结构参数之间的关系进行分析,并利用机械动力学仿真分析软件ADAMS建立切割器连续切割多根甘蔗的运动学仿真模型,进行了刀片刃线上单点及刀片刃线的运动轨迹仿真分析研究,验证了不漏割一般条件式的正确性,为甘蔗收割机结构参数设计提供依据.     

果园割草机悬挂装置的有限元分析——基于ANSYS Workbench

利用CAD/CAM软件Inventor的建模和分析功能,得到了3GC-160型悬挂式果园割草机的质心位置,通过等效质心法对割草机的三维模型进行简化,将其通过接口导入ANSYS Workbench有限元分析软件中,对模型进行静力学分析和模态分析,得到悬挂装置的变形、应力、应变分布云图及模态频率和振型云图。分析结果表明:悬挂装置设计合理,可为动力学分析和后续优化设计奠定基础并提供参考依据。     

烟苗移栽机车架动静态有限元分析

通过有限元分析对一新设计烟苗移栽机的车架进行静力学、动力学分析,检测其性能是否符合安全生产的要求。对其进行明确载荷,建立三维实体模型,应用有限元分析软件ANSYS Workbench设置相应的条件、进行计算,得到静力学等效应力、等效应变云图及最大应力、应变值,得到动力学六阶模态分析结果。通过对比相关频率,验证车架是否会和其它构件产生共振,为后续的设计和改进提供参考数据。     

基于Inventor的旋耕-碎茬通用刀片有限元分析

旋耕与碎茬是我国目前最常见的两种土壤作业方式,旋耕、碎茬刀片的品质直接关系到整机的性能和作业质量。为此,利用Inventor强大的三维造型及其对零件的有限元分析功能,对旋耕-碎茬通用刀片进行三维造型,并对模型进行有限元分析。分析结果表明:通用刀片的强度和刚度均满足设计要求;刀片的应力与应变最大值出现在刀片弯折处;变形位移最大值点位于刀尖。有限元分析结果为旋耕-碎茬通用刀片的优化设计提供了可靠依据,为今后提高设计质量和精度提供了借鉴。     

基于SolidWorks的甘蔗叶粉碎机刀片分析

用SolidWorks软件建立了甘蔗叶粉碎机的重要工作部件动刀片的三维图,将模型适当进行合理简化,模拟加载动刀片的受力,在合理设置边界条件和载荷并划分高品质的网格后,利用SolidWorks Simulation模块对动刀片进行应力、应变、位移以及优化分析,并对优化后的刀片进行疲劳分析。由此得到了动刀片的合理尺寸,降低了动刀的应力,提高了强度和寿命。     

电动叶菜多功能采收机切割机构设计与仿真优化

针对绿叶菜收获拟采用双动刀往复式切割器进行结构设计,并基于切割图进行切割器性能优化。通过分析切割图中一次切割区、重割区和漏割区对切割性能的影响,确定漏割区面积为0、重割率最小时割刀切割性能达到最优,以此为依据对切割器进行优化设计。针对现有切割图绘制与分析方法不能同时兼顾高精度和易操作的问题,综合运用SolidWorks和Adams软件进行切割图绘制,并使用Image Pro Plus软件获取图中数据对切割图定量分析与评价。针对现有切割图评价指标不能显著反映刀片尺寸参数和割刀运动参数共同影响切割性能变化问题,提出以漏割距离、重割率为评价指标来反映三区域的变化,并以此为目标值,基于现有刀片尺寸参数优化其切割性能。研究提出采用切割图绘制、分析、评价方法进一步优化切割性能,分析割刀尺寸参数（刀片前宽、刀片高度、刀片节距）和切割器运动参数（切割速比）对漏割距离和重割率的影响,采用Box Behnken中心组合试验设计理论进行四因素三水平仿真试验。试验结果表明,刀片前宽、刀片高度、刀片节距、切割速比对漏割距离和重割率均有显著影响。参数优化结果：当刀片前宽为5 mm、刀片高度为32 mm、刀片节距为30 mm、切割速比为0.7时,漏割区面积为0、一次切割率为88.26%、重割率为11.74%,与优化前相比,漏割面积仍为0,但一次切割率提高了6.18%,重割率降低了6.18%。     

香蕉秸秆粉碎还田机刀片优化设计与试验

为进一步解决香蕉秸秆资源浪费问题,在Ⅰ代立式粉碎刀具基础上设计优化了适用于1JHXJ-160C型立式香蕉秸秆粉碎还田机的粉碎刀具,并利用限元模拟仿真得到所设计刀具的应力云图与位移云图。仿真结果表明:刀具最大应力处为刀柄与刀刃部弯折处,应力最大值为41.6MPa,改进后的刀片满足强度条件。对刀片改进后的样机进行性能测试,通过试验得到合理的还田机工作参数组合,即还田机粉碎刀具厚度为12mm、还田机工作速度0.7m/s、粉碎刀轴转速1080r/min时,秸秆粉碎合格率与还田机工作效率分别为95.9%、0.420hm~2/h,均达到香蕉秸秆粉碎还田要求。     

自走式香蕉秸秆粉碎还田机设计与仿真分析

为解决海南省香蕉秸秆粉碎机具在作业过程中的缠绕和粉碎效果差的问题,设计一种自走式香蕉秸秆粉碎还田机。阐述整机的工作原理,对喂入装置、粉碎装置进行理论研究并确定装置作业参数,完成结构设计。运用ANSYS软件对粉碎刀片进行静力学分析,结果表明: 粉碎刀片在正常工作下的最大等效应力为260.91 MPa,最大形变为0.159 88 mm,低于刀具材料的最大屈服强度,可以保证机器的合理性与适用性。对粉碎过程进行动力学仿真模拟试验,选取刀端线速度和切割角度为试验因素,以秸秆所受最大应力和能量损耗为评价指标,进行二因素三水平试验。结果表明: 最优参数组合为刀片刀端线速度30 m/s,切割角度15°,此时秸秆所受最大应力为12.885 2 MPa,能量损耗为3.50 J。研究结果可为机具进一步优化设计提供理论参考,为香蕉秸秆粉碎还田智能化的发展提供技术参考。     

耦合传热与润滑影响的涡轮增压器浮环轴承动态特性分析

对考虑传热与润滑影响的涡轮增压器的转子——轴承系统进行动力学研究,详细阐述了涡轮增压器中转子以及浮环轴承的设计过程.首先分析了浮环轴承润滑和增压器传热模型,并对计入传热时涡轮增压器浮环轴承动态特性进行探究,包括临界转速与振型分析,系统不平衡响应以及非线性动力学分析.对整个系统进行动力学分析和计算后,选取匹配某款1.0 ...     

牵引式红枣残枝粉碎机的设计与试验

红枣残枝粉碎还田是目前亟待解决的问题。为此,设计了一种牵引式红枣残枝粉碎机,通过对辊破碎和动定刀粉碎共同作用实现粉碎效果。对破碎辊轴、粉碎主轴的转速和功率等参数进行了详细阐述,规范了动刀在主轴上的排布方式,选用双螺旋式刀具排布,确保同一时刻有且仅有两个动刀同时工作,有效降低了振动和机组动力损耗,提高了工作效率。运用ANSYS软件对主轴进行了静力学分析及模态分析,得出了应力应变图及粉碎主轴前6阶固有频率和振型图。应力应变图表明:最大应力为8.3326 MPa,最大变形量为0.017419 mm,参考材料特性,主轴强度满足设计要求,故主轴设计合理、安全。模态分析结果表明:最低固有频率为98.286Hz,所对应的临界转速5897 r/min远大于初定主轴转速2000 r/min,因此在工作中主轴转动时不会产生共振现象。样机试验结果表明:粉碎机工作生产率为817.67kg/h,吨功耗为49.06kW/h,噪声为95.3dB,粉碎粒度合格率为86.97%,可以实现连续稳定运作,粉碎粒度符合还田技术要求。     

SR100垂直摇臂式喷头摇臂有限元分析

针对垂直摇臂式喷头导流器几何结构及运动特性,研究了摇臂在运动过程中的受力及约束情况,并结合动力学理论计算公式,计算和分析了喷头在运动过程中载荷大小和约束情况.采用ANSYS Workbench软件,建立摇臂三维模型,对摇臂进行有限元模态分析、静力学分析及疲劳可靠性分析.通过有限元模态分析,得出各阶模态下摇臂的固有频率和振型,该摇臂的各阶振型主要表现为弯曲、扭曲及局部变形;当摇臂的工作频率小于41.785 Hz时,其振动以一阶振型为主.通过静力分析得出摇臂的应力分布情况,发现在摇臂安装导流器处存在较大的应力分布;通过对摇臂的疲劳分析,发现摇臂各部位安全系数差别很大,其最小值位于摇臂前端,为1.229 1,长期工作此处易发生裂纹或断裂.为提高摇臂的工作稳定性与可靠性,可以通过加强薄弱部位设计,或改进局部结构、提高材料的力学性能来实现.     

高粗茎秆农作物切割刀片试验研究

针对高、粗茎秆农作物无适用切割装置和切割刀片性能不佳,研制了回转式切割器及配套切割刀片,并分析了切割刀片用材、结构和金相显微组织等对切割效率与使用寿命的影响。计算和田间试验结果表明:设计的刀具结构合理,刀片切割效果好,使用寿命长,田间适应性强,适宜于高、粗茎秆农作物的收割,生产效率高,推广前景广阔。