农用运输车果园路谱振动信号采集分析

采集农用轮式运输车在草地、泥地及15.1°坡度砂石路等3种不同果园路况下运行时的振动加速度信号,利用LabVIEW信号处理模块对运输车的振动加速度信号进行分析,通过对振动加速度信号进行二次积分得到振动位移信号,研究农用运输车果园路谱振动信号特征并进行相关性分析。结果表明,农用轮式运输车的速度和装载质量对草地的路面不平度信号影响显著;坡度对路面不平度信号的影响最大,其次是速度,最后是装载质量。     

山地果园轮式运输机半主动悬架系统设计与试验

为解决山地果园运输机在实际使用中因路况起伏不平而引起的剧烈振动问题,结合山地实际路面情况,设计使用CDC阻尼器的半主动悬架系统,并安装于华南农业大学研发的丘陵山地果园电动轮式运输机。以安装使用CDC阻尼器的半主动悬架系统的丘陵山地果园轮式运输机为研究对象,采用振动仪和振动传感器搭建振动测试系统,在行驶速度和载荷一定的工况下,分别测试该轮式运输机装有半主动悬架前后行驶过程中座椅位置Z轴的振动信号,考察半主动悬架装车前后的振动差异。结果显示,装有使用CDC阻尼器的半主动悬架的轮式运输机振动降幅达50%,达到了半主动悬架系统的设计要求;装有使用CDC阻尼器的半主动悬架系统的车身振动频率集中,范围大于8 Hz,表明车辆的驾驶舒适性较好。     

山地果园双履带微型运输车的设计、仿真与试验

设计一种非刚性底盘的以双轮毂电机驱动的山地果园双履带微型运输车,该运输车主体外形尺寸为2 150mm×1 040mm×1 100mm,采用战车式底盘作为行驶机构和双轮毂电机独立驱动及链传动方式。通过SolidWorks软件进行三维建模,创建虚拟样机模型和高台壕沟仿真地形;应用ADAMS软件对运输车底盘行驶机构进行高台和壕沟越障的仿真分析。仿真结果显示,在高台和壕沟越障过程中,质心横向位移的绝对误差在±5%范围内,质心纵向位移的绝对误差在±3%范围内。实地样车试验结果表明,运输车的最大载荷为250kg,最大爬坡度为20°,最高车速为1.8m/s,最小转向半径为0.7m,达到设计要求;其越障能力较强,对地形复杂、路况差甚至无路的山地果园的适应性更好,能较好地满足山地果园的运输要求。     

山地果园手扶式单履带运输车设计与试验

设计一种以单履带为行走机构的山地果园运输车,该山地果园运输车由单履带行走装置、车架、传动装置、动力系统等组成,其主体外形尺寸为1 540mm×600mm×815mm。根据整车质心分析和人机工程学确定车辆的结构和运动参数,并利用Creo建立三维模型,计算出车辆的质心位置。根据车辆的质心位置分析车辆在横向坡面和纵向坡面的稳定性。对该山地果园运输车样机在满载情况下进行不同工作环境的测试,结果表明:设计的山地果园运输车的最大载荷为75kg,具备上10°纵向坡,下30°纵向坡以及通过20°横向坡面和通过各种复杂路面的能力。该运输车能够较好地满足山地果园横向运输要求。     

基于轮毂电机驱动的山地林果茶园轮式运输车设计与试验

针对南方丘陵山地林果茶园复杂的地形地貌特点,在集中式电机驱动运输车基础上,开发了以轮毂电机驱动的山地林果茶园运输车;该运输车以36 V铅酸蓄电池为能源,采用双后轮独立驱动方式并具备电子差速转向系统。运输车最大爬坡度、续驶里程试验、差速及制动性能等关键指标性能试验结果显示：运输车满载最大爬坡度为15°,最小转弯半径为2 395 mm,空载和满载状态下以常用车速 20 km/h 行驶时平均里程分别可达 66.97和46.33 km;满载时运输车分别以初速度25、20、15、10 km/h行驶时的紧急制动距离分别为5.83、4.11、2.68、1.57 m,试验值与理论值的最大相对误差为8.2%;运输车还具备良好的差速转向性能。     

采用主付钢板弹簧的汽车悬架偏频

采用主付钢板弹簧的汽车悬架系统是非线性的,本文按非线性振动理论讨论前后悬架不能分开成单自由度系统的汽车悬架偏频的计算问题,分别给出了后悬架只有主簧单独工作和主付簧一起工作时汽车的悬架偏频计算公式。     

基于接触摩擦的变截面钢板弹簧悬架性能分析

传统钢板弹簧分析只是采用简化力学模型，而没有考虑簧片间的摩擦.为了更好地对少片变截面钢板弹簧进行设计，本文首先对少片变截面钢板弹簧悬架进行参数化建模.然后应用接触理论添加接触单元，来模拟钢板弹簧间的摩擦，进行钢板弹簧悬架的有限元计算，得到钢板弹簧悬架的装配预应力、刚度和阻尼特性的仿真值.与由传统预应力计算方法得到的结果和行业推荐值进行比较分析，证明基于接触摩擦的少片变截面钢板弹簧悬架性能分析的方法更能反映簧片实际的受力情况.     

山地果园运输车的防侧翻设计与水果抗损研究

在山地果园运输车的前期推广中发现,国内的山地果园运输车在防侧翻技术和人机方面存在较大缺陷,严重影响了山地果园机械企业的效益和农民使用山地果园机械提高果园产能的信心。在对国外山地果园机械发展情况了解的基础上,结合我国现状,分析了山地果园运输车的工作环境以及使用者在工作环境中的具体需求,运用人机工程学理论和具体的造型设计方法,改善其防侧翻性能与水果抗损研究协调性,并运用ANSYS对改良后的山地果园运输车方案进行数据分析,仿真实验分析证实最终的山地果园运输车方案使其在防侧翻能力和人机协调性能上都得到较大提升。     

增程式山地果园电动运输车动力系统设计与试验

在山地果园电动运输车基础上设计一套增程式动力系统,并利用Advisor进行仿真。根据最大载荷240kg、最大爬坡度15°和最高速度9km/h的设计要求,为运输车选取容量为120A·h,总电压为60V的铅酸蓄电池组作为动力电池,以5kW增程器作为辅助动力源。增程模式下运输车载荷240kg时的续航里程为52.2km,相比纯电动模式的续航里程延长了217.5%,续航能力得到显著提高。     

基于接触摩擦的多片式钢板弹簧悬架预应力的计算

采用基于接触摩擦的有限元方法,在Ansys中使用面-面接触单元建立钢板弹簧有限元模型.对一组多片式钢板弹簧悬架进行预应力的计算,并与用传统预应力计算方法得到的结果和行业推荐值进行比较分析,证明新的方法更能反映簧片实际的受力情况.由此对簧片的自由曲率半径和自由弧高进行修正,既能满足设计要求,又能提高整副钢板弹簧的使用寿命.     

山地果园轮式运输机自装卸装置的设计与分析

为保护果品和提高运输的效率,研究设计一种适用于山地果园轮式运输机的L型拉臂式自装卸装置并进行仿真分析。采用传统图解法对L型拉臂进行受力分析,得出在两个运动过程中主要部位的受力通用公式,结合运输机参数得出拉臂在两个运动过程的临界角为38°。通过ADAMS得到拉臂主要部位所受的力与旋转角度之间的关系,得出在4种情况下:坡度为-20°及拉臂旋转0°、坡度为20°及拉臂旋转38°、坡度为-20°及拉臂旋转134°、坡度为-20°及拉臂旋转38°,拉臂受力较大。通过ANSYS得出拉臂的应力范围为0.070~307.144MPa,小于钢材Q345的抗拉强度470 MPa。满足在坡度为15°和载荷为150kg的工况下完成自装卸的设计要求。     

山地果园便携式挖穴机的挖穴性能试验

为降低山地果园挖穴作业的劳动强度,提高挖穴效率,分析了山地果园便携式挖穴机整机结构和工作原理,并对挖穴机的挖穴性能进行试验,包括土壤坚实度试验、挖穴机振动试验及土壤回填率试验。结果表明,被测土壤的坚实度平均值为4.24 MPa;挖穴机携带直径为10、15、20和25cm钻头挖穴时土壤回填率分别为18.5%、19%、20.75%和22.75%,表明该机性能满足山地果园对挖穴作业孔径及深度的需求;便携式挖穴机工作过程中的平均振动加速度相对于手提式挖穴机减少了24%,且该振动直接传递到机架,不会存在手传振动引起操作者不舒适,表明该挖穴机可减轻作业时的劳动强度,提高安全性,适合长时间作业。试验结果为便携式挖穴机的进一步优化和推广应用提供了依据。     

基于静力学分析的电动拖拉机前桥多目标优化设计

为了快速发展25.7 kW电动拖拉机,解决电动拖拉机前桥设计周期长等问题,依据现有SF400E燃油动力拖拉机的前桥,对其进行静力学分析,通过ANSYS对3种工况进行仿真研究,发现该前桥在极限载荷下的最大应力值为372.2 MPa,超出前桥材料Q345的屈服极限7.9%,不能满足电动拖拉机的设计要求;在此基础上对该前桥进行多目标优化设计,优化结果表明,优化后的前桥最大应力值为293.5 MPa,降低了21%,低于前桥材料的屈服极限,优化后的质量为20.1 kg,减少了7%,优化后的前轴能够满足电动拖拉机的设计要求;并对优化后的前桥进行模态分析,模态分析结果表明,优化后前桥的1～6阶固有频率均远远大于来自地面的垂直激励,不会引起共振。     

基于改进YOLOv5s模型的山地果园单轨运输机搭载柑橘的检测

由于山地果园运输机立地条件差,实时作业信息的获取、反馈、集中化管理较为困难,为了解7SYDD–200型山地果园单轨运输机搭载货物情况,合理调度运输装备,建立了基于改进的YOLOv5s模型的运输机搭载柑橘果筐的检测方法：在果园自然光环境下使用RGB相机(HSK–200)采集运输机搭载柑橘果筐的图像数据;建立和优化YOLOv5s模型,部署至嵌入式设备,实现对搭载过程中的“空果筐”“柑橘”“满果筐”状态的检测。在模型的颈部网络引入CBAM注意力机制,加强模型提取语义信息的能力,解决检测过程中出现的“双重标签”的问题,使用批归一化(BN)层稀疏的尺度因子衡量各通道对模型的表征能力,并对表征能力弱的通道进行剪枝压缩,以克服基模型YOLOv5s检测速度慢的问题,通过多尺度训练策略对模型进行微调,提高模型检测准确率。试验结果表明：改进YOLOv5s模型的检测方法在柑橘搭载数据集上平均精度均值(m AP)为93.3%;模型的浮点数运算量和大小分别为9.9GFLOPs和3.5 MB,比YOLOv5s的提高60.3%和21.3%;在嵌入式平台Jetson Nano部署,其检测速度为78 ms/帧。     

基于ANSYS的双侧果园开沟机机架模态分析与结构改进

在双侧果园开沟机机架设计过程中,针对机架强度和刚度问题,利用Creo软件对机架固定段和折叠段进行参数化实体建模,导入到ANSYS Workbench中对机架进行有限元模态分析,得到其前6阶频率和振型,并进行结构性能分析。以结构强度及刚度为优化目标,以低阶模态频率和振动幅度为参考标准,针对固定段机架提出该机架结构的改进方案,采用增添桁架、消除焊接残余应力的方法增加其可靠性。结果表明:改进后的固定段机架前6阶固有频率范围为52.884～135.770Hz,最大变形量为0.055 724mm,其低阶模态频率和振动幅度得到有效改善,机架的整体刚性有了很大改进,满足设计要求。模态试验表明,有限元模态分析与模态试验结果的固有频率最大误差百分比为0.857%,振型基本一致。田间验证试验表明,应用改进后的机架进行开沟作业,作业质量完全符合NY/T 740―2003田间开沟机作业质量标准规定,性能稳定,满足果园开沟机的园艺要求。     

基于FEA方法的车辆悬架试验台弹性力学模型求解

考虑到整车质量、轴荷转移以及动载冲击,引入等效载荷作为悬架试验台载荷边界条件设置的基本依据,基于线弹性力学理论建立车辆悬架试验台应力应变场分析模型;提出以13节点空间单元作为网格划分的基本单元,采用有限元分析(FEA)求解该模型的数值方法.又在CATIA软件中实现该系统三维虚拟装配建模,进而在ANSYS/Workbench软件平台上得到该系统装配体强刚度分析结果.为悬架理论的实验验证提供了技术基础.     

基于ANSYS环境下结构的模态分析

本文简述了结构的模态分析及其方法，并在ANSYS环境下编制了梁－板－集中质量系统的模态分析程序。     

基于ANSYS建模的菌袋分离机中切碎分离器的模态分析

应用Solidworks软件对菌袋分离机的核心工作部件切碎分离装置进行建模,建模后采用ANSYS有限元软件对其模态分析,求解出切碎分离装配体前6阶的固有频率和振型,为避免共振和选择外部激励提供有效数据,同时也可为工作部件设计出合理支撑位置,对机器进一步优化。     

拼板结构的古筝共鸣面板振动模态研究

  目的  古筝共鸣面板的结构是影响其振动性能的重要因素之一,不同结构的共鸣面板发出的音质与音色会有所差异,迄今很少有学者就拼板古筝共鸣面板的振动发声特点展开研究。  方法  本研究以拼板古筝共鸣面板为研究对象,利用两种模态分析方法探讨其声学振动性能。采用实验模态分析法,运用数字信号处理技术对采集到的激励力信号和振动响应信号进行分析,经过数据转换求得系统的频响函数,进而得出各阶次共振频率及其对应模态振型;采用计算模态分析法,建立拼板结构共鸣面板的三维模型,运用有限元法对其进行离散,通过近似方法求解出各阶次共振频率及其对应模态振型。  结果  实验模态结果显示:拼板共鸣面板能够识别到的阶次有(0, n)和(1, n)阶,且多集中在(0, n)阶,(1, 4)、(1, 6)、(1, 7)和(1, 10)阶为沿横纹理方向和顺纹理方向弯曲振动叠加的复合振动,识别较困难。从振型上看,拼板共鸣面板各阶的模态振型相对清晰易识别。与实验模态结果相比,计算模态分析能够识别到选定阶次范围的所有阶次,所得振型图更加均匀且理想,而实验模态分析时个别阶次较难识别。拼板共鸣面板计算模态结果与实验模态结果呈显著的线性相关性,相关系数为0.999 6。  结论  从模态分析结果来看,相对整板结构,拼板共鸣面板各阶共振频率对应的模态振型整体清晰易识别,振动频率更高;从木材利用率方面来讲,相对于制作整板,拼板共鸣面板更有利于节约木材资源。通过两种模态分析结果综合对比,验证了计算模态分析应用于拼板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有可行性。