基于ANSYS Workbench小麦脱粒机离心风机叶轮有限元分析

离心风机在农业生产中有着广泛的应用,叶轮是风机的主要部件之一,对风机性能有很大影响。本研究以小麦脱粒机离心风机的叶轮为研究对象,应用Creo建立风机叶轮的三维模型,并将模型以IGS格式导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,对其进行静力学分析和模态分析。通过静力学分析,得到叶轮工作时的等效应力与应变云图:最大应力出现在轮盘轴孔台肩周围和叶片内侧与叶轮连接处,最大值为204.2 MPa,小于材料屈服强度420 MPa;通过模态分析,得到前八阶模态的振频和振型:叶轮的干扰频率21.82 Hz远小于前八阶模态的振频;根据分析结果,验证了叶轮工作的安全性。利用Creo和ANSYS Workbench的联合进行有限元分析,不仅缩短了静力学分析和模态分析所需的时间,而且提高了结果的准确性,为优化设计提供了理论依据。     

6HT-100型核桃分级破壳机机架的有限元分析

[目的]机架是核桃分级破壳机的关键部件,为了研究其动态特性,掌握应力应变情况,明确机架在受力后的薄弱环节。[方法]首先分析该机机架的工作特性,结合核桃分级破壳机要求,确定机架结构参数;其次,利用三维实体建模软件Solid Works建立机架模型,将其通过接口导入ANSYS Workbench有限元分析软件中,对所建机架模型进行静力学和模态分析;最后求解并得到核桃分级破壳机机架的总变形图、等效应力云图、等效应变图及机架的前6阶模态频率和振型。[结果]结果表明,机架最大应力为23.48 MPa[τ]=68.96 MPa,模态频率为7.5~66.8Hz,机架结构设计合理,能够达到工作要求。[结论]为后续优化设计奠定基础并提供参考依据。     

自动调角冷却风机内流动机理数值模拟研究

发动机的散热性能主要取决于发动机冷却风机的性能,发动机冷却风机内流动机理是农业机械研究的热点问题之一。通过对所设计的新型冷却风机在最佳安装角时的三维模型建立,运用FLUENT软件对风机进行内部流场的数值模拟计算,仿真得出风机叶轮的静压力分布云图和风机运转流场内空气流线图,以及风机流场内的各项空气动力学参数,仿真结果表明风机叶轮的空气动力性能满足冷却风机的设计要求。     

自动调角冷却风机内流动机理数值模拟研究

发动机的散热性能主要取决于发动机冷却风机的性能,发动机冷却风机内流动机理是农业机械研究的热点问题之一.通过对所设计的新型冷却风机在最佳安装角时的三维模型建立,运用FLUENT软件对风机进行内部流场的数值模拟计算,仿真得出风机叶轮的静压力分布云图和风机运转流场内空气流线图,以及风机流场内的各项空气动力学参数,仿真结果表明风机叶轮的空气动力性能满足冷却风机的设计要求.     

数控实木门砂光机横向砂光组件的设计与优化

为了解决实木门砂光效率低和质量不理想的问题,笔者设计了数控实木门砂光机。本研究首先对砂光机的整体结构进行设计,阐述砂光机的工作原理。其次,以横向砂光组件砂光过程中产生砂削力及所受载荷为例,建立相对应的数学模型,并进行了分析计算,完成横向砂光组件设计研究。最后,以分析计算的横向砂光组件砂光过程中所受砂削力及负载为基础,对横向砂光组件连接架进行静力学分析,获得相对应的应变云图、应力云图及变形云图,对横向砂光组件的力学性能进行校核并对其结构进行优化;通过模态分析,获得连接架前4阶的固有频率和振型,对横向砂光组件砂光过程中的的振动稳定性能进行检验,证明其结构的准确性。     

强化地板数控横向开榫机主轴的有限元分析

在分析和研究强化地板加工工艺的基础上,结合强化地板全自动生产线的工艺流程,确定了强化地板数控横向开榫机的开榫工艺及加工运动方式。对强化地板数控横向开榫机的齐边锯主轴进行ANSYS有限元分析和静力学仿真分析,获得其应力、应变和变形云图,校核其强度、刚度;通过模态分析,获得齐边锯主轴的前六阶固有频率及振型,检验其振动稳定性,验证其结构设计合理性。为设备主轴的创新设计提供了新的思路。     

风力发电机旋转叶轮模态分析

在多体动力学理论的基础上,基于有限元法对叶片进行离散化,建立了风力发电机柔性叶片的动力学方程;通过Matlab软件对某1.5MW风力发电机单个叶片和整个叶轮模态进行仿真分析,得到了单个叶片和整个叶轮的前几阶固有频率和固有振型,对结果进行了分析。仿真结果表明,叶轮耦合效应会产生动力刚化效应,并将其与Bladed软件计算结果进行了比较,结果比较接近。     

暗直榫欧式木窗专用数控机床主轴的有限元分析

通过主轴模型的建立、网格的划分、边界条件的设置和载荷的施加、刚度与强度分析以及模态分析,对暗直榫欧式木窗专用数控机床主轴的静态特性进行了有限元分析。结果表明:主轴加载后的最大位移出现在主轴最下端,且最大位移值为0.114 mm,是在误差的允许范围; 对主轴的应力、应变进行了分析,得到主轴的最大应力为282.76 MPa,小于主轴的许用应力[σ]=355 MPa,符合主轴的设计要求; 对主轴进行了模态分析,得到主轴前6阶固有频率,当机床工作时的固有频率低于主轴的1阶固有频率时,就不会引起机床的共振。并获得了主轴的位移云图、应力应变云图,验证其刚度在静态下均在许用范围内,可满足设计要求。     

半喂入式联合收割机弓齿式脱粒筒的动力特性分析

半喂入式联合收割机以其作业效率高、水田通用性好等优点获得了广泛应用,为了提高脱粒质量,脱粒筒的转速越来越高,增大了脱粒筒失效的可能性。首先建立了脱粒筒的参数化模型,并将模型导入ANSYS Workbench中进行静力学分析和预应力模态分析,分析脱粒筒的动力特性。通过静力学分析,确定了脱粒筒工作时的最大应力为14.8 MPa,远小于材料的屈服强度215 MPa,其最大变形量为0.008 9 mm;通过预应力模态分析,确定了脱粒筒前八阶模态的振频和振型,脱粒筒的干扰频率15.29 Hz远小于第一阶模态的振频48.042 Hz;通过分析,验证了脱粒筒工作时的安全性,同时也为脱粒筒的优化设计提供了理论依据。     

LB50-160型离心泵叶轮转子有限元模态分析

叶轮是泵的核心部分,泵的性能参数:流量、扬程、效率和特性曲线的形状等均与叶轮的设计有重要关系。本文对离心泵叶轮转子进行了模态分析,计算了其前四阶的固有频率和固有振型,从而得到了转子前四阶的临界转速。这一过程实现了水泵转子的动态设计。同时,对离心泵叶轮转子进行了自由状态下的振动试验,验证了有限元建模方法和计算方法的正确性。     

联合收割机吸运风机内气体运动数值模拟

气吸式4ZTL-1800割前摘脱稻(麦)联合收获机的吸运风机的能耗和噪声一般都较大。为了分析气体在风机内的运动规律,应用Fluent软件中的气体运动微分方程及标准的K-ω湍流模型,对吸运风机内气流流场进行了三维数值计算,得到了气体在吸运风机内的流动特征。分析发现气体从叶轮流入到蜗壳时,压力持续上升,由负压转为正压;在靠近叶轮外缘处速度很大,在靠近出口处逐渐降低;在风机后部涡流区面积、涡流强度相对较大。这些特征将为吸运风机的节能降噪设计提供参考依据。     

挖坑机钻头的有限元分析与试验

为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0 MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68 mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。      

大豆联合收获机气力卸粮装置的设计与试验

针对现阶段大豆联合收获机传统螺旋运输器卸粮过程中籽粒破碎率较高的问题,设计一种大豆联合收获机气力卸粮装置。以叶轮转速、风机转速、卸粮软管内径为试验因素,破碎率及卸粮效率为试验指标进行三因素三水平响应面试验。结果表明:3个因素对破碎率影响程度的主次顺序为,风机转速、叶轮转速、卸粮软管内径,对卸粮效率影响程度的主次顺序为,叶轮转速、卸粮软管内径、风机转速;通过多目标参数优化分析得到适合气力卸粮的工作参数为,叶轮转速15r/min、风机转速3 166r/min、软管内径100mm,此时破碎率为1.49%,卸粮效率1.3L/s。该装置能有效降低联合收获机卸粮过程对大豆造成的损伤。     

叶轮式增氧机叶轮受力分析探讨

本文通过对叶轮式增氧机叶轮在水体中工作过程的分析,提出了叶轮在稳定工作状况下,水体作用在叶轮上的阻力矩,主要由水体对叶轮锥体的粘性阻力矩和水体作用在提水叶片上的工作阻力矩两部分组成,从而建立了计算叶轮工作时总阻力矩和功率消耗的理论公式。利用建立的理论公式,对几种不同功率的典型叶轮式增氧机功耗验算,均得到满意结果。     

虚拟仪器技术在振动测试中的应用

该文介绍了一种使用虚拟仪器(virtual instrument,简称VI)技术进行机械结构模态分析的新方法.利用虚拟仪器开发软件LabVIEW与模态分析软件Star System来完成传统上复杂的机械测试过程.该方法是:通过虚拟仪器开发软件LabVIEW(G语言)编程控制数据采集卡采集数据,生成具有一定数据格式的文件,然后用Star System专业软件对此文件进行分析,最后完成机械结构模态分析过程.该方法使模态分析实验过程得到了简化,降低了设备成本.用此方法对不同的机械结构进行模态分析,与传统测试方法进行比较,结果证明该方法行之有效.     

基于ANSYS的半喂入花生摘果机机架模态分析

在花生摘果机摘果过程中,由于剧烈的振动,经常会引起摘果机零部件毁坏及机器的故障。为研究是否发生共振,首先利用三维绘图软件Inventor对摘果机机架进行参数化实体建模,接着通过接口将模型导入ANSYS软件中进行模态分析,得到机架前6阶的振动频率分别为24.783、29.496、34.483、42.197、64.033、72.378 Hz,并得到相对应的各阶振型云图,分析出了其固有频率及振型对应的机架变形情况,为后续的减振分析和机架优化提供了理论依据。     

基于SolidWorks的齿轮传动结构分析与设计

在齿轮设计制造加工过程中,为了进一步提高齿轮的传动性能,通过SolidWorks对齿轮传动进行设计、三维建模及虚拟装配分析,利用参数化方法改变齿轮材料和参数来观察传动过程中的物理效应,从而找出最佳传动性能参数。利用simulation插件对齿轮施加静载荷生成模态云图,根据模态云图中薄弱点不断对齿轮材料和参数设计进行优化,优化结果显示,改变材料、齿轮设计参数、载荷大小后齿轮传动特性产生了明显的变化,最终根据传动特性对比分析找出最佳的材料和参数,本试验的结果可为机械设计制造相关产业提供理论依据。     

伐根机车架把手的试验模态与有限元模态分析

为获得伐根机车架和操作把手的振动特性,建立合理的车架把手仿真模型,用专业的模态测试系统结合后处理软件以及Ansys Workbench有限元分析软件,对伐根机的车架把手机构进行试验模态和有限元模态分析,并对两者的结果进行对比。结果表明:试验模态与有限元模态分析得到的结果基本吻合,通过2种方法获得的前6阶模态的固有频率误差在10%以内,各阶振型基本相同,说明二者都能较好地反映实际结构的振动特性;简化的有限元模型准确性高,可作为静力学和动力学分析的基本模型;伐根机车架前端与刀盘轴连接处以及把手手持部分易发生较大振幅,建议采取添加隔振材料、变刚性连接为弹性连接、增大易损部位的抗疲劳强度等措施实现隔振和减振。      

基于FLUENT的离心风机性能优化

机械化高效施药是目前对喷药机械的基本要求,风送植保机械被普遍使用,风机是其中的关键部件,因此风机的性能直接决定了植保机械的性能。采用正交试验方法对影响风机的主要参数进行优化,在FLUENT中对各个正交试验方案进行分析得到,叶片数对风机性能的影响最大,叶片出口安装角对风机性能的影响最小。优化后的风机方案与原风机相比,风机流量增加了3.92%,效率提高了17.07%。采用FLUENT对离心风机进行性能分析可以为优化离心风机性能提供理论依据。     

果园自动避障割草机前架设计与仿真

为了解决现有果园割草机自动避障性能较差、避障多为接触式机械避障的问题,为未来非接触式避障割草机整体的研制而设计出1种割草机前架机械平台。基于ADAMS仿真软件对前架进行虚拟样机仿真,采用响应曲面的优化设计方法对前架中以割盘、摆臂和套筒组成的装配体进行优化前后静力学分析对比,通过ANSYS Workbench对优化后装配体进行模态分析。结果表明,割盘所受最大应力降为0.822 7 MPa,优化率为39.82%;摆臂所受最大应力降为14.150 0 MPa,优化率为39.03%;套筒所受最大应力降为15.669 0 MPa,优化率为17.89%。优化后低阶频率为297.72 Hz,符合设计要求。