基于ANSYS Workbench的中型深松铲仿真分析与研究

利用UG三维实体建模软件建立中型深松铲的三维几何模型,将建立好的几何模型导入ANSYS Workbench有限元分析软件,建立对应的有限元分析模型;对其进行稳定载荷状况下的静力分析,得到中型深松铲的变形和应力分布情况;对其进行模态分析,得到中型深松铲的固有频率和振型。改变中型深松铲结构材料和约束位置,与原静力分析和模态分析结果对比,结果表明:中型深松铲采用65Mn材料、螺栓固定约束和前端面约束的方式能有效提高其强度,降低铲柄的应力变形,固有频率较先前得到提高,且各阶固有频率间隔增大,抗外界破坏能力增强,为中型深松铲的实际应用和优化提供理论依据。     

基于Pro/E与ANSYS Workbench的深松铲结构分析及优化

采用Pro/E软件建立普通深松铲三维模型,并通过有限元分析软件ANSYS Workbench对模型进行静力分析及模态分析,通过修改深松铲的结构参数对深松铲进行优化设计,为深松铲的进一步试验研究提供依据。     

弧形深松铲的有限元分析——基于Pro/E5.0与ANSYS Workbench

采用Pro/E 5.0软件建立弧形深松铲的三维模型,并将三维模型导入到ANSYS Workbench中,在Work-bench中对其进行结构强度、刚度校核以及模态分析,得到其在工作载荷下的变形、应力和模态频率,并在结构尺寸上进行优化设计,使其在结构强度上得到了改进。     

行间深松机的深松铲设计及有限元分析

深松耕法是一种新的土壤耕作方法,其有打破犁底层,加深耕作层,改善耕层结构、提高土壤蓄水保墒、抗旱耐涝的作用。针对东北地区常年作业土壤耕层较浅、土壤板结的问题,设计了一种行间深松机,并运用Solid Works软件对其深松铲进行三维建模。同时,运用ANSYS Workbench软件对深松铲进行有限元分析,主要包括静力分析、模态分析、等效应力和全位移分析。结果表明:深松铲的应力主要集中在铲柄与机架连接的位置,而且最大应力为38.72MPa;模态分析表明:振动频率间隔较大且不会发生共振。研究成果为深松铲的改进设计提供了参考。     

深松铲的模态试验与分析

为了研究深松铲的振动特性,采用模态试验的方法,对深松铲进行单点激励、多点拾振,应用信号分析软件进行深松铲的模态参数识别。同时,分析了深松铲的模态振型,绘制了振型图。分析结果表明：深松铲的第一阶模态表现为沿Z轴的摆动,第二阶模态表现为深松铲整体绕Y轴的扭转。深松铲柱的中部动刚度较小,属刚度薄弱区。由此,对深松铲柱和机体连接的部分进行了数字化改进,增加了铲柱的刚度。     

振动式深松机振动装置的设计与研究

针对皖北地区沙土土壤有效深耕等问题,把虚拟样机技术应用于农业机械中,设计了一种振动式深松机模型。首先使用CATIA和ADAMS软件建立振动式深松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,得到了振动深松铲的动态载荷曲线,确定了深松铲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中建立了深松机振动装置的有限元模型,计算出深松铲在实际工作中的承受应力和应变。根据强度理论得出运用该方法设计出的振动深松铲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。     

气力式松土播种机松土铲有限元分析

采用SolidWorks软件建立了气力式松土播种机松土铲的三维几何模型,根据松土铲的安装位置和材料建立有限元模型,通过SolidWorks Simulation软件对松土铲进行了有限元分析,得到应力分布、变形和安全系数。结果表明,铲尖和铲柄的强度、刚度能够达到设计要求,为松土铲的设计提供了理论依据。      

气吹式深松铲自由模态试验与分析

对气吹式深松铲进行自由模态试验,得到气吹式深松铲的固有频率和模态振型,通过模态置信准则分析了该试验模态阵型,结果与模态振型矩阵的验证趋于一致,表明模态分析结果与理想情况相吻合。气吹式深松铲的第1阶到4阶固有频率分别为212.073、417.499、463.254、546.504Hz,均远超柴油机的激励频率37Hz,有效避免了气吹式深松铲的共振。通过自由模态试验研究,为下一步气吹式深松铲与气吹式深松机的整机动力学分析奠定基础,并可为后续气吹式深松铲的优化改进、气吹式深松机整机的模态分析、气吹式深松机整机的优化减阻及解决深松深度不平衡等问题提供参考。     

振动深松铲土壤切削有限元模拟分析——基于ANSYS/LS_DYNA

为了分析振动式深松机在耕作过程中深松铲与土壤之间的相互作用关系,首先研究了国内外采用有限元分析方法研究土壤切削问题的工作进展情况。为揭示振动深松减阻本质,借助ANSYS/LS-DYNA971软件,构建了深松铲和土壤的有限元仿真模型,并选用MAT_FHWA_SOIL和线弹材料分别作为土壤和深松铲的材料模型。将UG中的运动仿真数据作为深松铲载荷数据,通过Excel文件导入,对深松铲切削土壤的工作工程进行模拟,得出了深松铲切削土壤过程功耗的变化和深松铲在工作过程的等效应力(von Mises stress)情况,为深松铲结构参数的优化提供了依据。     

基于UG和ANSYS的流线翼形深松铲建模与分析

为满足辽西地区保护性耕作的要求,设计可减小土壤阻力的流线翼形深松铲,利用UG软件建立深松铲三维模型,并采用ANSYS软件进行静力分析,确定深松铲耕作时的变形和应力分布情况,为深松铲的研制提供理论依据。     

振动深松机机架的有限元分析

为避免深松过程中振动深松机机架的变形损坏,对振动深松机机架进行有限元分析。采用SolidWorks对振动深松机机架进行参数化建模,通过软件接口将模型导入ANSYS Workbench,通过Static Structural模块对机架进行有限元静力分析,得到其在边界条件下的应力、应变和总变形分析云图;利用Modal模块对机架进行有限元模态分析,得到其前6阶固有频率和模态振型。分析结果表明,机架静力分析时的变形和模态分析时低阶模态的振动幅度都较小,机架的结构满足设计要求,为机架的改进设计和样机的制造提供一定的理论依据和参考。     

深松铲柄的有限元分析与优化

深松铲作为深松机具的主要部件,其品质直接影响深松效果乃至整机的作业性能。应用三维参数化建模软件INVENTOR对市售主流深松铲柄进行了三维实体造型,采用有限元分析软件ANSYS对其变形和应力进行了分析,结果表明,其强度、刚度能够达到设计要求,但铲柄下端存在细微变形,且铲柄与铲尖连接处存在应力集中情况。针对上述分析结果,对铲柄进行了优化设计。     

基于Pro/E和ANSYS的深松铲有限元分析

深松铲是深松机上重要的零部件之一,其品质的好坏直接影响着深松效果乃至整机的性能.应用三维参数化建模软件Pro/Engineer对深松铲组成零件进行了三维实体造型,然后通过接口传递数据,用有限元分析软件ANSYS对其变形和应力进行了分析,结果表明,铲尖和两种截面形状铲柱的强度、刚度能够达到设计要求,为深松机的优化设计提供了有效的依据.     

深松、铺管、施肥一体铲的动力学建模与分析

建立了深松、铺管、施肥一体铲的动力学模型,并进行了仿真分析。深松、铺管、施肥一体铲是一种具有深松、犁底层下铺渗灌管及施肥的多功能联合作业铲。依据一体铲的工作原理,建立了一体铲在工作时所受到的水平阻力模型,该阻力由深松、铺管和施肥3部分的水平阻力构成。将一体铲三维模型导入ADAMS仿真软件中进行了动态仿真,主要分析了工作深度和行走速度对水平工作阻力的影响。结果表明:一体铲的水平工作阻力与拖拉机的行走速度成抛物线函数关系;一体铲的水平工作阻力与工作深度近似于成正相关的线性函数关系。通过对一体铲的动力学建模与分析,为进一步设计、改进一体铲提供了参考依据。     

1S-2型深松铲柄的有限元分析及优化设计

使用Inventor附加模块进行有限元分析,可以对设计模型进行各种各样的试验,从而使设计指标达到最佳,并减少样机对物理实验的依赖,更快地设计出符合市场所需的产品.通过对1s-2型深松铲柄进行有限元分析,得出深松铲柄应力的分布规律和安全系数,并依此对深松铲柄进行优化设计.     

甘蔗深松旋耕联合作业机机架的静力学分析

为确定甘蔗深松旋耕联合作业机机架的静态特性,验证机架设计是否合理,以自主研发的1SG-230型甘蔗深松旋耕联合作业机机架为研究对象,进行静力学分析。采用UG三维软件建立有限元模型,通过利用NX Nastran求解器进行机架弯曲工况和扭转工况的有限元静力学分析,得到机架应力集中位置和最大值以及应变发生最大位移,并在强度允许的范围内,轻量优化设计铲柄保险安装座板的厚度。研究结果表明:甘蔗深松旋耕联合作业机机架的设计满足强度要求,铲柄保险安装座板厚度优化为10 mm,机架整体质量减小6.8%。该研究为甘蔗深松旋耕联合作业机的优化和改进提供理论方法和依据。     

基于SPH算法的深松铲土壤切削过程仿真及试验研究

为探明深松铲土壤切削过程中切削阻力的变化规律和了解深松铲切削土壤过程情况,基于SPH方法建立了深松铲土壤深松的有限元模型,并对其深松过程进行仿真分析。仿真结果表明:SPH法能够直观地模拟深松铲土壤切削完整过程,最大等效应力为3. 184MPa,主要集中在与深松铲接触土壤上,仿真切削阻力为3.65 k N。通过耕整地移动式田间动态试验台进行田间试验验证,得出切削阻力为3. 542 k N,与仿真结果相比误差仅为3. 05%,验证了基于SPH法进行深松铲切削土壤过程的仿真是可行的。     

深松铲工作载荷测试与载荷谱编制

深松铲在旱地农作物、甘蔗、牧草种植等作业中得到广泛应用。深松铲载荷谱是合理设计深松铲的重要依据,可为深松铲的优化设计与可靠性分析提供数据支撑。利用三维建模与有限元分析方法,建立深松铲的应力分析模型,确定结构损伤点;在大田条件下进行深松铲的载荷测试试验,对测试信号进行分析处理,应用雨流计数法等编制深松铲的一维载荷谱,得出:正向弯曲载荷谱、侧向弯曲载荷谱、侧向拉伸载荷谱的波动中心分别为3 516 MPa、30 MPa、45 MPa,其各自的载荷循环累积频次分别为277 671次、247 565次、289 693次,其各自的最大幅值为8 744 MPa、264 MPa、392 MPa,将最大幅值按非等间隔法处理得到8个等级,实验室程序加载时可将幅值按等级叠加在不变的波动中心上。     

基于八角环传感器的弧形深松铲阻力测试

利用八角环传感器测试原理,对弧形深松铲在耕作过程中所受水平、竖直方向的阻力以及扭矩进行测试分析,研究弧形深松铲在不同耕深、耕速条件下所受阻力的变化情况。试验结果表明:八角环传感器测试系统测得的深松阻力与理论计算值基本相符,测量误差较小且在允许范围内。耕深变化对于阻力影响较大,该试验方法具有较好的可靠性和准确性,所测得的结果为弧形深松铲的进一步优化设计提供数据。     

香蕉免耕地深松铲的设计与有限元分析

针对我国热带农业区香蕉地长期翻耕,土壤板结严重、肥力下降等问题,本文研究了一种基于免耕技术的香蕉地深松铲.主要设计了深松铲尖、深松刀刃和深松侧翼等关键部件,并确定了其主要结构参数.利用Pro/E三维软件、Hyper mesh和ABAQUS软件对深松铲进行外部结构研究和有限元强度校核,验证了该深松铲应用于我国热带农业区香蕉免耕地深松作业的可行性.