海棠振动采收试验

选取海棠果树为材料,通过激振果树主干不同的位置和施加不同力采集树体各个位置的加速度信号,并将采集的加速度信号通过Matlab进行FFT变换得到果树的共振频率。FFT转换得到的海棠果树的前四阶共振频率分别为3.0、8~9、16~17、23~25 Hz。激振过程中,能量在无分叉主干部分能量衰减率为-1.5%~3%,能量在直径较大和偏离角度较小树枝分流较大。当冲击点距离地面40~60 cm位置和激振力为900 N时,落果率最佳。     

板栗树振动响应特性与落果情况试验研究

为解决板栗人工采收效率低、成本高的问题,对板栗机械振动采收装备的设计提供参数支持.针对3棵板栗树,通过单偏心式振动电机激振树干对板栗树各分枝上加速度响应以及落果情况进行了试验研究.结果表明:3棵树树干和各果枝测点处的合加速度均与激振频率呈二次曲线增长关系,激振频率的增加有利于板栗树各果枝振动响应的增强;但受距激励点的距...     

无患子果树不同激振条件下的振动响应特性研究

为了解决无患子人工采收效率低、成本高的问题,并对机械振动采收设备的设计提供理论基础。研究无患子果树不同激振条件下的振动特性以及振动能量的传递特性,通过建立果树受迫振动模型,分析影响无患子果树振动的因素,通过改变不同的激振条件,分析振动响应的最佳采收参数。综合考虑振动采收力和能量传输因素,结果表明,激振频率与加速度近似为二次曲线关系;高频率配合低激振点,低频率与高激振点组合效果最好;建议最佳的振动频率为12～14 Hz,激振源在75%主干上下处效果更好。     

海棠果树冲击振动动态特性的研究

为研究振动时能量传播的途径、方式以及树干、树枝各点的动态响应,进而为振动采摘果实提供必要的理论依据。将树干部分简化为圆柱弹性悬臂梁的力学模型,建立振动方程,对方程进行仿真运算,并结合试验所得结果进行对比分析。通过理论仿真运算可得,树干上各监测点的振动周期随距激振源距离的增大而增大;各监测点处加速度呈现的是简谐振动曲线,且监测点2的振动周期约为0.017 s;将树干视为等截面圆柱梁时,波在其上的传播速度基本恒定不变,约为100 m/s。试验中,各监测点处加速度呈现的是衰减振动曲线,且监测点2的振动周期约为0.028 s;波在树枝上的传播速度随其直径的减小而减小。激振源距树枝上各监测点的距离对其振动周期有较大的影响,且对于同一树干、树枝,振动周期随监测点距激振源距离的增大而增大;振动速度、加速度在树枝中是以波的形式传播的,树枝的直径对波的传播有较大的影响,且波的传播速度与树枝直径成正相关。     

基于Solidworks建模及有限元分析的核桃收获机的仿真设计

运用Solidworks建模,设计了一种核桃振动收获机,主要由夹持装置、激振装置及机架组成,通过激振器中偏心块运转产生的激振力作用于核桃树干上,侧枝上核桃被迫振动,产生大于果柄力的拉力,使果柄断裂、果实脱落。用UG对核桃树进行三维建模,导入Workbench进行模态分析,得到核桃树最适激振频率为15.41 Hz,夹持装置夹紧力为3.185 kN。对激振装置中偏心块进行参数设计,通过有限元分析,得偏心块固有频率为1 626.1~ 5 072.6 Hz;对偏心块结构静力进行分析,其形变为0.022 mm,应变为55.12 MPa,偏心块结构稳定,可满足设计要求。     

受迫振动下杏果实树枝能量传递初探

【目的】研究果树在外激励载荷作用下树枝能量的传递过程,揭示振动采收果实的落果机理,为机械振动式采收技术的应用提供理论依据。【方法】由机械式激振器为果实树枝提供振源进行振动采收,通过高速摄像仪对整个采收过程进行记录,再用高速摄像仪的Phantom控制软件对整个试验过程进行详细的分析研究,获得树枝能量传递的一般规律。【结果】果实距离树枝分叉近的地方先脱落;各采样点以距离激振源远近依次达到能量的最大值且峰值依次降低,能量峰值大约损失了15%;树枝Ⅰ与主枝的夹角为42°时获得的峰值动能较树枝Ⅱ与主枝的夹角为80°的峰值动能大40%,且角度小果实也先脱落。【结论】能量以能量波的模式在树枝中传递,在传递过程中具有滞后性和能量的损失;果枝粗细对动能的传递有较大影响,细枝上的果实脱落所需时间较长;树枝与树干的夹角越小,各采样点在摆动方向获得的动能越大,越有利于果实脱落。     

阮、月琴共鸣面板的振动特性

采用快速傅立叶变换频谱分析仪测定了阮、月琴共鸣面板在0～1 000 Hz频率范围内的各阶振动频率、声振动传播速度及声辐射强度,并分析了各阶振动频率对应的振动模态.对于阮,较易测得50、135、236.25、307.5、345、435、642.5、737.5 Hz等阶共振频率;对于月琴,较易测得56.25、111.25、...     

白鲢在振动平台上的头尾定向规律研究

以白鲢(Hypophthalmichthys molitrix)和倾斜振动平台为研究对象,分析白鲢在倾斜振动平台上的运动规律。采用Matlab软件对白鲢鱼体在倾斜振动平台上的运动进行数值模拟,结果表明,定向时间随激振力大小、激振力与台面夹角、台面倾角、激振力频率变化。选择质量为1kg左右的白鲢,分别以试制的振动定向设备和高速摄影仪为试验装置和监测装置,通过数值模拟其在不同输入参数条件下的定向时间和定向成功率,得到台面倾角、激振力大小、激振力与台面夹角、激振力频率等因素对白鲢定向时间和定向成功率的影响规律。数值模拟和定向试验均表明,采用倾斜振动平台可以实现鱼体的头尾定向,在适宜的参数范围内,定向成功率可以达到100%,且定向时间随台面倾角、激振力大小、激振力与台面夹角、激振力频率的增大而降低。数值模拟结果与定向试验结果一致,表明所建立的鱼体运动模型能较好地描述鱼体在振动平台上的运动。     

一种高速插秧机悬挂机构的动力学特性分析

为了解悬挂机构动力学特性对农具使用稳定性的影响,结合动力学建模和振动试验测试两种研究方法,使用频率响应方法分析了一种应用于高速插秧机的典型平行四边形悬挂机构的振动来源和不同振动激励的影响,提出了一种理想情况下的阻尼特性,采用锤击法最终得到了其三阶振动的固有频率。结果表明：插秧机的基座激励频率主要集中在20~45、90~180 Hz 之间,其中发动机对于悬挂机构的激励频率范围为26~52 Hz;悬架机构三阶振 动频率中,第二阶、第三阶振动频率对其振动影响最大,其品质因子高达9 039.10、3 211.97 Hz。     

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％.     

牵引式林果振动采收机的设计与田间试验

[目的]研制一种适用于不同林果的收获作业的牵引式林果振动采收机,如:杏、核桃、巴旦木等.保证林果及时收获性和果品品质优良,减少劳动力投入,节约收获成本.[方法]整机由振动夹持机构、悬臂调节系统、果实接收系统、果实输送系统、风机及液压与电路控制系统等组成.采用偏心振动方式,偏心块对称放置,偏心质量矩为1.26 kg·m,可产生的最大激振力为14 kN.夹持机构可夹持50～250 mm直径的果树或树枝.[结果]由拖拉机驱动,液压控制系统调节振动夹钳开合、夹持位置、接果帆布的展开和收回,对果树施加激振使果实落果并收集进入接果箱.[结论]田间采收在给定显著性水平0.05条件下,激振时间对果实采净率具有显著性影响,其决定系数R2达0.994 9,激振时间t与采净率Pr的多项式回归模型:Pr=-3.1t2+26.66t+ 39.35,平均采收率:2.6 min/棵,215 kg/h,机具的收获指标满足设计要求.     

4LL-1.5Y型履带式油菜联合收获机割台振动分析

针对油菜联合收获机振动剧烈,整机稳定性、工作可靠性和驾驶舒适性较差等问题,以4LL-1.5Y型履带式油菜联合收获机的割台为研究对象,在道路运输（仅发动机工作）、道路运输（发动机与工作部件同时工作）以及田间收获作业 3 种典型工况下,在割台上选择3个测点,利用DHDAS动态信号采集分析系统对油菜联合收获机割台振动进行了测试,并基于时域分析、小波分析和频域分析对试验数据进行了处理。研究表明：发动机、拨禾轮、割刀的振动是整机主要激振源,但作物喂入割台后,吸收了部分振动,使得拨禾轮和割刀的振动总量分别下降了23.5％和68.7％;振动信号主要集中在0~125 Hz内,油菜联合收获机割台上各激振力的激振频率以低频为主;油菜联合收获机工作时发动机引起的一阶惯性振动频率为29.18 Hz;研究结果对提高油菜联合收获机工作的可靠性、降低收获损失、减轻驾驶员的疲劳具有重要意义。     

秸秆还田机振动特性分析与试验研究

针对秸秆还田机机壳与刀辊轴处受随机激振力产生振动问题，本研究以1JH-185秸秆还田机为研究对象，基于SolidWorks软件建立秸秆还田机的三维模型并进行优化设计与制造。应用ANSYS Workbench软件求解自由模态下机壳与刀辊轴前12阶的模态频率与振型。仿真结果表明：机壳模态频率范围处于42.68～205.97 Hz范围，刀辊轴模态频率处于356.39～1 524.80 Hz范围，机壳固有频率远小于刀辊轴的模态频率。选择机壳中心与刀辊轴处作为非田间试验振动监测拾振点，利用DH187E加速度传感器和DHDAS动态信号测试分析系统测得秸秆还田机在高速运转工况下机壳中心与刀辊轴处各自的时域信号，经过傅里叶变换分析获得各自的频域信号，进而获得频域信号中的10个峰值点。非田间振动试验结果表明：模态分析频率与非田间振动频率结果基本吻合。机壳中心振幅为301.80 m/s²，峰值点6处最大频率为150.39 Hz，刀辊轴处振幅均值为295.28 m/s²，峰值点4处最大频率为150.39 Hz。可知对秸秆还田机振动影响较大的激励几乎都出现在机壳附近...     

双体多向型激振装置参数研究

为提高果树振动采摘响应均匀性,同时提高果实采收效率、降低能耗、减少果树与果实的损伤,设计一种双体多向型激振装置,主要由偏心块、传动齿轮、传动轴、箱体等组成。建立振动装置–果树振动系统,并分析6种不同的偏心块转速比与偏心矩比组合产生的非圆周载荷效果。首先,采用多视角三维重建技术获取果树三维模型;然后,运用ANSYS进行果树谐响应分析得到激振装置的最佳工作频率;最后,运用ADAMS建立果树动力学仿真模型,比较非圆周载荷、直线载荷、圆周载荷下的果树加速度响应。仿真结果表明：当两偏心块转速比为3∶1、偏心矩比为1∶1时,果树在非圆周载荷下的加速度响应均值为194.35 m/s2,高于直线载荷下的(186.28m/s2),略低于圆周载荷下的(204.41 m/s2);非圆周载荷的加速度响应变异系数为0.575,低于直线载荷的(0.625)和圆周载荷的(0.622),说明非圆周载荷有更均匀的加速度响应。田间试验表明,该装置的采摘率为92.2%,果实损伤率为4.6%,优于单偏心激振装置。     

鼓式制动器制动尖叫的机理及其预防

本文通过对具有领从蹄结构的鼓式制动器进行试验研究及谱分析，发现制动系统的切向振动是鼓式制动器制动尖叫的主要振源。通过建立制动尖叫的力学模型，较好地解释了制动尖叫产生的机理。本文进一步推导了制动过程中的切向力激振频率计算公式。只要在通常的制动工况下能使该激振频率避开结构的共振频率，则制动器在制动过程中就不会产生制动尖叫。因此，根据该方法可在设计阶段对制动器的制动尖叫进行预测，从而为预防制动器制动尖叫     

基于高速摄像技术的振动落果惯性力研究

【目的】研究果实在激振力作用下脱离枝干的运动规律、果实振动脱落时的加速度和脱落惯性力,为振动式果品收获机的研制提供理论依据。【方法】运用果树振动装置进行了杏果侧枝振动落果试验,采用高速摄像仪对分离过程进行了跟踪拍摄,通过Phantom控制软件对图像进行跟踪、捕捉、分析和计算,探寻杏果实在脱离枝干过程中瞬时速度的变化规律。【结果】杏果实脱离枝干过程中瞬时速度的变化表现为增大-减小-匀速运动-杏果实与枝干完全分离,杏果实与所在枝干的相对瞬时速度最大达到1.723m/s,杏果实的脱落加速度最大为4.270×102 m/s2,脱落惯性力最大为5.124N。【结论】脱落惯性力是杏果实脱离枝干所需的最小作用力,其是确定振动式果品收获机在收获果实的过程中作用于枝干激振力大小的理论依据,也是振动式果品收获机其他性能指标的理论参考。确定适当的激振力,可以保证振动式果品收获机在采收过程中果实的采净率高,同时对果树的损伤最小。     

谷物联合收获机方向盘总成的模态分析与结构优化

以某谷物联合收获机方向盘总成为研究对象,基于Pro/E软件建立其几何模型,采用有限元分析软件(ANSYS)对方向盘组合体模型进行模态分析。结果表明,模型第一阶固有频率为44.005Hz,位于人手敏感振动频率范围37.5～65.0Hz,对操作人员身体健康具有较大影响。为了调整组合体模型的固有频率以避开人手的敏感频率范围,在将方向盘骨架材料更换为45钢的基础上,通过增大转向柱和传动轴的直径对组合体进行结构优化。优化后组合体模型第一阶固有频率由44.005 Hz提升至67.31 Hz,避开了人手敏感的振动频率,同时也避开了发动机激振频率。结构优化后的模型可避免共振现象的发生,并提升作业人员的操作舒适性。     

基于山地果园路谱的轮式运输车钢板弹簧悬架优化设计

为提高山地果园轮式运输车的运输效率和疲劳寿命,以丘陵山区典型路面不平度激励信号为振动激励,研究钢板弹簧悬架的振动特性并进行结构优化。系统以LabVIEW为上位机平台,通过数据采集卡NI 9234和加速度传感器PCB 352C33设计加速度信号采集系统,对原始加速度信号滤波处理后再进行积分和FFT变换得到位移频域图。将采集到的路面不平度激励信号导入ADAMS/VIEW中,得出山地果园轮式运输车在丘陵山区草地、山地和水泥地运行时,路面不平度激励信号在钢板弹簧悬架处作用的频率主要集中在3~10、4~9和2~7Hz,与原悬架第一阶频率5.95Hz存在重叠容易产生共振,疲劳寿命T为9.4×10~4。增加簧片数量可以提高悬架的刚性,优化后悬架第一阶频率为18.59Hz,疲劳寿命T为3.5×105,避免了与路面输入激励产生共振且疲劳寿命提高了3.7倍。     

牛蒡收获机的有限元模态试验与分析

针对研制的牛蒡收获机振动收获系统,为进一步优化该系统的作业性能,采用有限元模态分析与试验模态分析相结合的研究方法,获得该系统的前30阶的固有频率,以及各主要工作部件的典型振型。研究结果表明:系统的1~14阶模态(3.3~77Hz)主要表现为挖掘铲和振动连杆的弯振;15~20阶模态(79.47~125.37Hz)表现为扎草刀、支撑臂和振动连杆的弯曲振动;21~30阶模态(153.29~232.55Hz)表现为整机的末端振动,上述模态属性可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。     

基于ANSYS的9RS-2型秸秆揉丝机锤片机构模态分析

针对秸秆揉丝机在工作过程中振动显著的缺陷,对9RS-2型秸秆揉丝机锤片机构采用Solidworks2012建立三维模型并运用ANSYS有限元方法进行模态分析,提取前10阶固有频率和模态振型,验证了锤片机构受迫旋转振动下的激振频率76Hz小于低阶模态频率578Hz,锤片机构不会因质量偏心产生共振.研究表明,圆盘在各阶模态中振动相对较大,因此对圆盘进行改进,将其厚度由原设计的3mm增至4mm,以增大其刚度,改善工作稳定性.对改进后的结构进行模态分析.结果表明:改进后2~10阶固有频率增加,各阶模态振动形式基本不变,相对位移量减小,振动降低,优化效果明显.研究同时为秸秆揉丝机的进一步振动分析(如谐响应分析、谱分析等)提供了参考依据.