浅析水田埋茬耕整机的三点悬挂机构

通过对水田埋茬耕整机三点悬挂机构的运动分析,提出对大中型轮式拖拉机配套的水田埋茬耕整机,应加大传动箱传动高度以提高万向节的动力传动效率。采用快速提升的设计方法,来改善水田埋茬耕整机在田间的动力传动和快速提升的性能。     

悬挂式水田单侧修筑埂机数值模拟分析与性能优化

为提高水田机械田埂修筑质量,探索各工作参数对悬挂式水田单侧修筑埂机作业性能的影响,依据离散元法建立机械部件-土壤间作用模型,运用EDEM软件对机具旋耕切削集土和镇压筑埂成型阶段进行仿真分析,研究机具作业质量和功耗的动态变化规律,分析影响筑埂性能的主要因素。结合正交试验设计和数值模拟技术,以机具前进速度、旋耕工作转速和旋耕入土深度为试验因素,田埂坚实度和作业功耗为试验指标,采用多目标变量优化方法建立因素与指标间数学模型,运用Design-Expert 6.0.10软件进行数据处理优化。结果表明,影响机具综合作业性能的主次因素为机具前进速度、旋耕入土深度、旋耕工作转速;当机具前进速度、旋耕工作转速和旋耕入土深度分别为0.3 m/s、470 r/min和200 mm时,机具作业性能较理想,田埂坚实度和作业功耗分别为1 890.0 kPa和30.07 kW,其功耗较优化前降低9.93 kW。经土槽台架试验验证,台架试验结果与仿真优化结果基本一致,田埂坚实度和作业功耗相对误差分别为4.26%和5.11%,满足水田修筑埂农艺要求。     

双横臂独立悬架导向机构运动学分析及优化

利用MATLAB软件技术建立了某种型号汽车空气悬架导向机构的多体动力学计算模型,并进行了运动学分析研究。建立了以主销后倾角变化量、主销内倾角变化量、车轮外倾角变化量、车轮前束角变化量、轮距变化量最小为目标函数的结构参数化设计模型,并进行了优化分析,得到空气悬架导向机构结构参数的较为合理的优化设计方案,为该型汽车悬架系统的进一步改进提供了理论依据。     

南方水田喷杆喷雾机车架的设计与有限元分析

针对自走式喷杆喷雾机采用机械传动时自重较大,在南方水田中作业时易发生下陷、打滑等问题。文章设计了一种南方水田喷杆喷雾机车架,并基于ANSYS软件分析水田喷雾机车架在不同工况以及载荷下的应力位移情况。分析结果表明,设计符合水田工作要求。     

振动筛摇杆的有限元分析及优化

对振动筛摇杆的受力进行了研究,以久保田pro208半喂入水稻联合收割机的清选机构中振动筛的摇杆为研究对象,分析在振动筛运动时摇杆的受力状况,算出极限位置的受力状况,对极限位置应力分布进行分析,用SilulationXpress有限元分析工具对摇杆受力进行分析,并运用DOE技术进行结构优化,从而保证摇杆正常工作。     

导向探测机构的结构优化及试验

为了解决圆盘式甜菜联合收获机的导向对行收获问题,分析了导向探测机构的结构及特点,确定了影响导向对行效果的关键参数。以弯角α、安装角β及导向杆长度L1为试验因素,导向机构的通过性为评价指标,进行探测机构导向性能的单因素模拟试验,确定了弯角α、安装角β及导向杆长度L1的取值范围。同时,以导向损失率为指标进行田间正交试验,确定了导向系统的较优参数组合。试验结果表明:弯角α对导向机构的导向效果影响显著,当弯角α为135°、安装角β为8°及导向杆长度L1为230mm时,导向系统的导向损失率为4.82%,符合甜菜收获机的技术指标要求。     

强夯起重机臂架结构有限元分析及优化

针对强夯起重机臂架实际工况下的应力集中、结构冗余等问题,以某新型强夯起重机为分析对象,采用UG NX及其Nastran模块建立三维模型,有限元分析计算确定多种工况载荷,得到强夯起重机在静载和动载荷作用下的位移和应力分布情况,确定应力集中和结构冗余部位,通过优化设计改善结构应力分布,减轻臂架质量并提高其力学性能。对起重和脱钩工况的优化结果表明,臂架最大应力和最大位移分别减少12.5%和6.99%,臂架质量减轻2.36%。     

某打浆机机架有限元分析及优化

为研究打浆机承载机架的可靠性,对机架进行有限元分析。通过应变电测试验,验证了有限元模型与仿真计算的可靠性;通过静力学分析,校核了机架在平稳运输状态下的强度、刚度;对机架的主要组成部件进行了多目标尺寸优化,并依据优化结果进行了改进,改进后的机架在满足强度、刚度要求的前提下减轻了8.07%,同时简化了结构,减少了焊接工序,达到了机架轻量化的目的。     

基于数值模拟的水田刀片切泥制浆功率损耗分析

针对水稻稀泥育秧制浆机刀片切割泥浆过程中的功率损耗问题,运用Box-Benhnken design(BBD)中心组合方法对水田刀片参数进行了试验研究。根据折弯角、折弯高度、副刀角度3因素进行正交试验设计,建立3维响应面模型,分析了各因素对功率损耗的影响;同时采用数值模拟对水田刀片切割泥浆的作业过程进行仿真,并与泥浆槽实验结果对比分析。研究结果表明:①功率损耗影响显著性顺序为折弯高度>折弯角>副刀角度,其对功率损耗的贡献率分别为2.35、2.26、1.46;②在研究范围内,折弯角越大、折弯高度越小、副刀角度越小,越能够节省功率损耗;③泥浆槽试验与计算流体动力学商用软件模拟的均值误差为7.44%。     

果蔬包装机凸轮连杆式切断机构运动分析与优化

针对目前果蔬包装机中存在切刀刮膜和切口不正等问题,提出了一种基于连杆机构和凸轮机构的果蔬包装机切断机构。建立了切断机构的运动数学模型,并以此为依据建立了切断机构基于ADAMS的参数化模型,得到该机构主要参数变化对机构运动的影响规律。通过二次规划算法优化分析计算,得出一组最优参数组合。利用此参数组合的运动学仿真分析表明,下切刀的加速度最大值为7.971mm/s2,切割距离为20.4mm。根据优化结果加工组装试验样机,以PVC膜切断率为主要检测指标对该试验样机进行试验,结果表明,对11、12、13μm 3种厚度的PVC保鲜膜切断率都在98%以上,切断机构满足果蔬包装机作业要求。     

玉米清选装置结构优化设计与试验

针对目前玉米籽粒直收机的清选装置存在籽粒损失率和含杂率偏高、传统试验受季节性影响大等问题,基于CASE 4099型联合收获机清选系统,搭建玉米脱粒清选试验平台,设计了一种竖式可调节分风板,并采用数学建模、仿真模拟和试验验证相结合的方法对清选装置作业性能进行优化。建立籽粒在振动筛上运动过程的数学模型,分析了振动筛倾角、振幅、频率、振动方向角和风机风力与振动筛筛面夹角等因素与籽粒在振动筛上平均运动速度和移动距离的关系;对清选装置内部流场风速分布进行仿真和试验,仿真结果表明,分风板左或右偏18°时,流场中风速分布均匀,在垂直方向上差值较小,验证试验结果表明,分风板右偏18°时流场内各测量点风速分布均匀,适于籽粒与杂质分离,清选效果较好;以振动筛转速、风机转速为主要影响因素,以籽粒损失率、含杂率为指标进行正交试验,结果表明当振动筛曲柄转速为275r/min、风机转速900r/min为最优作业参数组合,损失率和含杂率分别为1.34%、1.66%。     

基于有限元的农用铣刨机升降装置结构分析及优化

以某型农用铣刨机升降装置为研究对象,采用UG软件对升降装置进行参数化三维建模,并与ANSYS Workbench软件实现数据共享与交换,利用ANSYS Workbench软件对升降装置进行静态和模态分析,了解其动静态特性,根据计算结果在AWE环境下对升降装置进行了多目标优化设计。该优化有效减轻了升降装置的质量,提高了动静态性能。     

液控精量施肥机开沟装置仿真与试验分析

开沟装置是液控精量施肥机的关键装置,其结构设计的合理性影响着施肥机的开沟效果和施肥精度.为此,运用ANSYS和EDEM软件对施肥机开沟装置进行静力学分析、动力学分析和模态分析,结果表明:在开沟犁犁柱下端与犁铲的连接处受到较大应力,但满足强度要求;约束模态振型与对应振频比较,发现在约束模态下能有效提高其强度,降低犁柱和犁...     

一种减速装置的结构优化及模态分析

为改进农业设备内部构件,对应用广泛的减速装置进行结构优化。根据工作场合及性能要求,对行星齿轮减速装置结构组成与工作原理进行分析,选取核心技术参数,建立正确的理论模型,并加入群体空间算法,通过UG软件绘制减速装置核心部件三维模型。同时,通过ANSYS软件进行有效衔接进行轴系与箱体的模态分析试验,得出减速装置的各阶振型与应力分布云图。试验结果表明:结构优化后行星齿轮减速装置核心参数(如阻尼比、固有频率等)指标均有所提升,准确避开应力集中区域,整体模态柔度均度得到优化。此思路可为其他类似减速装置结构设计提供借鉴。     

曲面轮齿斜置式稻田行间除草装置设计与试验

针对东北地区稻田行间除草装置存在除草率低、易伤苗等问题,设计一种曲面轮齿斜置式稻田行间除草装置.通过对除草轮作业时轮齿入土压埋过程和出土脱附过程进行力学分析,建立了土壤颗粒在除草轮齿上的相应力学模型,研究了轮齿结构对作业性能的影响;通过理论分析确定了影响除草性能的除草轮主要结构参数和各参数的取值范围,并设计了单铰链结构...     

小型往复式甘蔗削皮机的设计

针对目前市场上缺乏小型、实用、成本低的甘蔗削皮机械化装置等问题,设计了小型往复式甘蔗削皮机,主要由动力源、机架、传动机构、甘蔗间歇旋转机构及削皮机构组成。利用曲柄滑块机构将电动机的旋转输出转变成削皮刀的往复直线切削和回程运动,间歇旋转机构实现甘蔗的间歇回转,与削皮刀的往复切削和回程运动相互协调,共同完成甘蔗的削皮工作行程和削皮刀的回程。通过对关键零部件的设计计算、有限元分析及动力学分析,验证了装置的可行性、合理性和有效性。试验结果表明:甘蔗削皮的平均干净度达到91.03%,削皮的总体效果明显,满足设计要求,为甘蔗削皮机械化装置的进一步发展提供了技术支持和参考。     

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。     

锯齿形连栋塑料温室的力学分析和结构优化

针对锯齿形连栋塑料温室的安全和经济设计要求,利用结构有限元分析软件,采用齿行法最优准则方法,对连栋塑料温室结构主构件参数进行优化设计。分析结果表明,各结构主要构件的材料强度利用率得到提高,优化设计后连栋塑料温室主立柱、主拱架和副拱架的材料强度利用率比优化前分别提高了23.69%,12.26%和2.57%;温室单位面积平均用钢量由优化前的4.625 2kg/m2降为优化规整后的4.540 6 kg/m2,节省钢材0.084 6 kg/m2,而承载能力得到大幅提高。     

大蒜收获机浮动切根装置作业机理分析与参数优化

为深入研究大蒜浮动切根装置的作业机理和作业质量提升技术途径,对大蒜根系浮动切割作业过程中的力学特性进行理论研究,推导了切根作业过程鳞茎碰撞动力学方程,得出鳞茎初始碰撞相对速度是影响碰撞损伤的关键参数;分析了根系滑切原理,建立了刀刃切割阻力力学模型,分析了根系群切割阻力的形成原因;运用高速摄影技术解析了鳞茎碰撞、根系群扰...