基于ANSYS的残膜回收机提土筛膜组件机架静力学及模态分析

残膜回收机提土筛膜组件机架是重要的承载部件,为避免作业过程中出现机架结构强度不足和共振问题,运用Solidworks软件建立三维几何模型,并采用ANSYS软件分别对其进行有限元静力学及模态分析。静力学分析结果表明:机架在静载荷51.975×10~(-3) MPa下最大位移0.118 9 mm,最大应力为23.441 MPa,小于机架材料的屈服强度235 MPa。模态分析结果表明:机架前6阶固有频率的范围是93.617～32.582 Hz,与激励频率0～15 Hz不在相同范围,故工作时不会引起机架发生共振。研究结果可为相关机械结构设计提供参考。     

无人驾驶替代农药喷雾车机架动静态特性分析

为保证无人驾驶替代农药喷雾车在复杂的田间环境中安全作业,需要对机架进行有限元分析,确保机架有足够的强度、刚度,避免机架在施药车田间路面行驶时共振。利用CATIA三维软件建立无人驾驶替代农药喷雾车机架模型,导入有限元分析软件Workbench中,通过对机架结构的网格划分,按照实际载荷与约束情况进行应力、应变及模态分析。结果表明,最大应力值66.102 MPa小于屈服强度值290 MPa,最大变形值0.659 75 mm,由于机架整体尺寸都比较大,相对于机架最大变形值可忽略不计,得出机架强度、刚度满足设计要求;机架前12阶固有频率最小值71.977 Hz,车轮激励频率（11 Hz）和柱塞泵工作激励频率（50～60 Hz）,始终小于机架最小固有频率,避免了喷雾车田间行驶过程中机架共振,为喷雾车后期的结构优化提供依据。     

温室三七收获机有限元分析

根据三七种植新农艺的要求,设计了一款应用于温室种植模式的三七收获机。为提高其工作性能,利用ANSYS有限元软件进行有限元分析,获取在静载荷作用应力、变形的大小及分布情况。结果表明:应力集中发生在电机安装位置及车架纵梁连接处,最大变形发生在车尾处,机架强度符合要求。对机架进行模态分析,获得其固有频率并进行谐响应分析,分析可知:在频率15Hz时电机安装位置处可能发生共振,此时电机安装位置处应力和位移达到最大,最大应力为4.34MPa,最大位移为2.03mm,机架满足激励载荷下的强度要求。对挖掘铲进行静力学分析,得到挖掘阻力5 000N,挖掘铲最大变形量为1.334 4mm,最大应力为20.894MPa。本文为后续温室三七收获机的减振以及机架、挖掘铲优化提供了理论依据。     

基于Workbench的气爆松土施肥机机架有限元分析

设计一种气爆松土施肥机,实现快速气爆施肥,并对其机架进行研究分析。用SolidWorks软件建立机架三维模型,将模型导入至Workbench进行静力学分析和模态分析。研究结果表明,机架最大应力为52.361 MPa,最大变形为1.261 1 mm,符合强度刚度设计要求,机具在正常工作时不会发生共振现象,气爆松土施肥机的机架设计满足设计要求。     

残膜回收机机架有限元分析及优化

针对残膜回收机的整机振动强烈、机架开裂等问题,运用ANSYS Workbench19.0软件对残膜回收机的机架进行静力学分析和约束模态分析,研究机架的静力学特性和模态特性,获得机架的固有频率、振型、阻尼等参数,并在此基础上采用正交试验设计的方法,以机架的左右边板厚度、主连接梁管厚、副支撑梁宽度为试验因素,第1、2阶固有频率为试验指标对其进行结构优化。当机架左右边板厚度为12 mm、主连接梁管厚为6 mm、副支撑梁宽度为70 mm时,机架的第1、2阶固有频率50.747 Hz、53.557 Hz不在外部激励频率范围（0.833~40 Hz）内,并且优化后的最大应力值降低3.295 MPa,优化前的最大振幅为17.642 mm,优化后的最大振幅为12.719 mm,降低了4.923 mm,有效避免共振现象的发生,优化前后的机架均满足刚度和强度要求。该研究可以为残膜回收机的机架设计、可靠性研究上提供理论参考。     

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。     

矮化密植红枣收获机骑跨式机架的有限元分析

根据新疆矮化密植枣园地面特点,为提高红枣收获机的工作性能,利用Ansys有限元分析软件分析红枣收获机在平整地面匀速直线运动工况下和在地面不平整工况下机架应力、变形的大小及分布情况。结果表明:最大变形发生在机架顶部发动机的安装位置及纵梁上激振装置的安装位置,应力集中发生在前段纵梁、方管与方管的连接处,可根据所得数据校核机架强度。同时,对机架进行模态分析和谐响应分析,求解出机架的固有频率和振型,通过与外界激振频率对比分析及谐响应分析得出机架位移随频率变化的趋势,在频率为30Hz时,产生共振,求解得出30Hz处最大应力为804.35MPa、最大变形为15.312mm。由于最大应力大于机架材料的屈服极限,机架产生断裂,因此应对机架进行优化改进,使机架满足静载荷和激振载荷作用下的强度要求,保证矮化密植红枣收获机的安全、可靠。     

基于ANSYS Workbench的方捆机刀架静力学与模态分析

切割揉碎装置中刀架对秸秆切割揉碎方捆机的性能有重要影响。为避免作业过程中出现刀架结构强度不足和共振问题，运用SolidWorks软件建立秸秆切割揉碎方捆机的三维模型，将刀架模型简化后导入ANSYS Workbench软件，并对其分别进行静力学和模态分析。静力学分析结果表明：刀架在静载荷下最大位移为0.259 3 mm、最大应力为54.77 MPa，小于刀架材料Q345的屈服强度极限。模态分析结果表明：刀架前20阶固有频率的范围为32.61~257.83 Hz，与拖拉机产生的激励频率0~15 Hz不在同一区间内，因此秸秆切割方捆机在作业时不会产生共振现象。田间试验结果表明：秸秆切割揉碎方捆机纯工作小时生产率为4.49 t/h，成捆率为98.5%，规则草捆率为97.01%，抗摔率为95.52%，试验指标符合试验要求，刀架综合性能满足设计要求。     

转动式激光平地机转动架的有限元分析与优化

运用三维软件SolidWorks建立转动式激光平地机转动架三维模型,通过工程分析软件ANSYS Workbench进行静态强度和模态分析,获得转动架在最大作用力下的变形量和强度载荷以及不同阶数的固有频率和振型。分析结果表明:转动架的两侧加强筋及下加强斜拉杆超过所用材料的许用应力,有可能被破坏,其他结构均可满足结构强度要求;转动架前六阶固有频率介于59.074~220.99Hz,在稳定工况下可能在第一阶固有频率59.074Hz处发生共振。经优化设计,两侧加强筋及下加强斜拉杆采用45号钢以满足结构强度要求;减少转动架竖杆高度150mm后,转动架前六阶模态频率范围调整为81.561~268.11Hz,有效避免共振的产生,为转动式激光平地机的优化提供了有效依据。     

HN 4GDL-132型甘蔗收割机输送臂仿真及试验验证

为提高甘蔗收获机工作效率,将切断后的甘蔗段通过输送臂实时输送到田间运输车装斗中,输送臂结构的静力学分析至关重要。为此,针对HN4GDL-132型甘蔗收割机样机,利用ANSYS仿真软件对输送臂进行了结构静力学分析和振动模态分析,得到了输送臂小臂、大臂和连接轴的应力、应变云图。其中,小臂承受负载应力最大值为113.11MPa,最大变形量为4.24mm;大臂承受负载应力最大值为225.86MPa,最大变形量为5.30mm;连接轴承受负载应力最大值为232.38MPa,最大变形量为0.09mm,并分别分析了输送臂前4阶模态下的振动特性。采用应变片试验对静力学仿真结果进行验证,两者数值结果相对误差为20%以内,变化趋势一致。研究结果可为输送臂结构的优化设计提供参考。     

基于Hyper Works的新型筑埂机机架有限元分析

为对新型筑埂机机架进行研究分析,在CATIA软件建立该筑埂机机架的三维模型,在建模过程中,根据机架各细节部位对骨架应力影响程度的大小,在既能保证分析的精确性又能减少计算量的前提下对模型进行了相应简化,将模型导入到CAE分析软件Hyper Works中,对机架进行静力学分析与模态分析。研究结果表明,机架最大应力存在于吊耳的焊接处,分析得到的最大等效应力小于材料的屈服强度,最大变形在机架的后端,最大变形处于安全范围内,所以机架设计符合强度刚度设计要求,机具正常工作时不会发生共振现象,筑埂机的机架设计动态性能满足设计要求。     

小型收割机同步钢带疲劳装置的设计与仿真

多层同步传动钢带具有不打滑、传动比恒定、润滑要求不高及磨损后不伸长等优点,特别适合于农业机械某些环境差的工作场合。为此,根据小型收割机中拨禾轮和滚筒之间的受力和功率范围,设计了一种多层同步钢带的疲劳装置,阐述了该装置的基本工作原理、总体结构组成及关键部件设计,并采用有限元分析软件对机架和高速轴进行静力学分析和模态分析。分析结果表明:高速轴在最大扭矩作用下轴端挠度为0.046 26mm,轴所产生的最大应力在轴键部位,其值为98.1MPa,小于轴材料疲劳极限218MPa。通过模态分析,得到机架和高速轴的前6阶模态的频率和振型,机架的一阶固有频率为106.93Hz,远小于高速轴的1阶固有频率4501.70Hz,验证了装置的合理性。同时,进行了疲劳试验,通过观察装置运行和钢带啮合孔处的状态进而验证了装置的可靠性。     

巴旦木脱青皮机螺旋脱皮辊的设计及有限元分析

为分析巴旦木脱青皮机中的核心关键部件螺旋脱皮辊的结构强度和力学性能,计算分析并确定了螺旋脱皮辊的结构参数,采用ANSYS有限元分析软件,建立螺旋脱皮辊的三维有限元模型并对脱皮辊进行了静力学分析和模态分析。结果表明:螺旋脱皮辊可实现物料的脱青皮和输送功能;螺旋脱皮辊的最大变形和等效应力分别为4 307.74×10-6 mm和0.787 35MPa,在空转与工作工程中最大等效应力远小于零件材料屈服强度;螺旋脱皮辊的模态分析前三阶固有频率分别为:19.599Hz、19.597Hz和44.491Hz,而机构工作频率远小于所分析零件的固有频率。该螺旋脱皮辊结构不仅满足强度和刚度要求且在正常工作条件下不会发生共振,为研制巴旦木机械化脱青皮装置提供理论数据和科学依据。     

基于ANSYS Workbench的高地隙喷雾机底盘系统的设计及有限元分析

底盘系统是高地隙自走式喷杆喷雾机各项系统中最重要的系统,而底盘系统中的机架高地隙驱动桥组件结构影响着底盘的离地高度,同时影响喷雾机在作业时的通过性,底盘机架是主要装配机体,前、后高地隙驱动桥承载整机的所有质量并传递给车轮。所以说需要利用ANSYS Workbench软件对底盘机架高地隙驱动桥组件结构开展结构静力学分析的工作,经过对底盘组件建模、简化、确定边界条件等一系列软件分析操作后分别得到各个典型工况下的主要的应力、总变形分析云图。软件的分析结果表明底盘机架高地隙驱动桥组件结构的各零部件的应力值是在材料许用应力之内的;对高地隙驱动桥桥壳在相应工况下开展模态分析的工作,同样经过对桥壳建模、简化、确定边界条件等一系列软件分析操作后分别得三种典型工况下高地隙驱动桥壳前6阶固有频率最小值为18.5 Hz,最大值为384.5 Hz,经分析底盘结构受到的常见激励频率范围为0～16.7 Hz,驱动桥桥壳的前6阶的固有频率在此的激励频率范围外,因而不会发生共振现象。     

1SG-230型甘蔗深松旋耕联合作业机机架结构参数优化

为降低1SG-230型甘蔗深松旋耕联合作业机机架正常工作时的共振,使其具备良好的动态特性,利用UG软件建立机架模型并进行模态分析,得出机架前6阶模态的固有频率、形变量、极值和振型等特征,分析外部激振频率,使机架固有频率远离外部激振频率段,对机架前横梁、后横梁、铲柄保险安装座板、侧板的结构参数进行优化,通过四因素三水平正交试验,确定了机架最优结构参数组合为:前横梁厚度10 mm,后横梁厚度10 mm,铲柄保险安装座板厚度10 mm,侧板厚度14 mm。试验结果表明:1SG-230型甘蔗深松旋耕联合作业机机架优化后质量减少了10.7%,1阶固有频率由27.365 Hz提高至34.683Hz,共振频率段最小值比变速箱激振频率高10.14 Hz,减小了机架发生共振的可能性,动态特性良好。     

双孢菇工厂化搔菌机机架模态及有限元分析

为增强双孢菇工厂化生产自走式搔菌机作业可靠性和安全性,运用SolidWorks三维建模软件建立机架的三维模型,在ANSYS Workbench中对其进行模态分析。提取出前10阶固有频率和模态振型,并与外部激振频率进行对比分析,排除可能发生共振现象的固有频率,并进行机架的有限元分析。结果表明:机架前10阶固有频率在35.26~113.41 Hz之间,在第9阶固有频率106.31 Hz出现最大振幅为24.153 mm,在第3阶固有频率51.737 Hz出现第2大振幅19.06 mm,振幅范围在8.705~24.153 mm,机架上各阶固有频率有效地避开了可能发生共振现象的外部激励频率范围,且机架满足设计强度要求,进一步提高了搔菌机作业安全性。本研究为双孢菇工厂化生产自走式搔菌机的设计与优化提供参考。     

新型蔗苗移栽机的设计与研究

国内外研制的移栽机并不适用于蔗苗移栽,因此,设计了一种适用于蔗苗移栽的移栽机械.通过有限元软件对蔗苗移栽机机架进行静力学分析,结果表明:所设计蔗苗移栽机机架工作负载下的最大综合位移为1.873 mm,最大应力为65.386 MPa,最大应力小于移栽机机架材料的屈服强度235 MPa,符合强度和刚度设计要求.     

间作豌豆收获机脱粒装置设计及仿真分析

为解决大田玉米/豌豆间作模式下豌豆人工收获效率低、成本高的问题,设计了一款针对种植模式下豌豆收获机的脱粒装置,该装置主要由脱粒滚筒、凹板、顶盖、机架组成。通过ANSYS Workbench对脱粒滚筒进行了静力分析和模态分析仿真,得出脱粒滚筒在最大工作载荷时的应力为148.44MPa,最大变形为1.9638mm,最大应变为0.0010924mm,滚筒的安全系数为1.6842,设计满足该装置作业要求。在模态分析中使用分块兰索斯（Block Lanczos）法进行前6阶模态参数提取,固有频率范围87.021～177.08Hz,脱粒滚筒最大转速868r/min,远小于产生共振的转速5221.26r/min,设计满足作业要求。     

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。     

基于Ansys Workbench的发动机连杆有限元分析

针对汽车发动机连杆，为减轻重量，采用重量轻、强度高的TA8作为连杆的材料减轻其重量。利用SolidWorks建模软件建立了连杆的三维模型，将建立的模型导入Ansys Workbench软件中，对连杆模型进行载荷施加与条件约束，得到其静力学分析和模态分析的响应结果和脆弱位置。该连杆工作时，活塞上行至上止点，连杆小端所受应力最大值为356 MPa,在连杆最大拉伸工况下，连杆小端所受应力最大值为166 MPa,通过模态分析，找出连杆的前六阶频率分别为622.82,1 705.7,1 978.7,3 842.6,6 262.3,8 028.5 Hz。通过对连杆振型云图分析得到连杆小端最大形变量为159.88 mm。研究结果表明，使用TA8材料可以减轻汽车发动机连杆的重量。汽车发动机连杆的主要脆弱位置位于连杆小端的末端处，因此，在设计连杆时，应加强连杆小端末端处的强度与刚度。