复式植保机车桥组件静动态特性分析及优化设计

植保机装载药液的流动性和晃动性以及工作田地起伏不平使得植保机工作时受到冲击并振动。作为主要承载件和传力件的车桥桥壳和立柱,其强度、刚度和稳定性直接影响植保机的工作性能。基于ANSYS有限元模型对植保机4种典型工况进行静态特性分析和动态特性分析,得出前6阶固有频率和振型以及桥壳和立柱的薄弱部分。基于Workbench优化模块,采用试验设计和响应曲面法结合的多目标优化,以频率和质量为优化目标,以强度和刚度为约束条件对桥壳进行结构优化,结果表明,优化后的车桥组件在满足强度、刚度要求的基础上,固有频率远离激振频率,总质量降低了24. 1%。     

基于ANSYS的双侧果园开沟机机架模态分析与结构改进

在双侧果园开沟机机架设计过程中,针对机架强度和刚度问题,利用Creo软件对机架固定段和折叠段进行参数化实体建模,导入到ANSYS Workbench中对机架进行有限元模态分析,得到其前6阶频率和振型,并进行结构性能分析。以结构强度及刚度为优化目标,以低阶模态频率和振动幅度为参考标准,针对固定段机架提出该机架结构的改进方案,采用增添桁架、消除焊接残余应力的方法增加其可靠性。结果表明:改进后的固定段机架前6阶固有频率范围为52.884～135.770Hz,最大变形量为0.055 724mm,其低阶模态频率和振动幅度得到有效改善,机架的整体刚性有了很大改进,满足设计要求。模态试验表明,有限元模态分析与模态试验结果的固有频率最大误差百分比为0.857%,振型基本一致。田间验证试验表明,应用改进后的机架进行开沟作业,作业质量完全符合NY/T 740―2003田间开沟机作业质量标准规定,性能稳定,满足果园开沟机的园艺要求。     

拉床构件的有限元分析及拓扑优化设计

利用有限元分析和拓扑优化技术,对拉床墙板结构进行了优化设计。建立墙板结构的有限元模型并进行前处理,结合墙板的实际工况,分析其应力应变分布和前四阶模态情况。利用LMS振动测试系统,测得了墙板的试验模态,将试验模态的各阶固有频率以及振型与有限元分析结果进行对比,二者具有良好的一致性。以改善墙板的静动态特性为目标进行拓扑优化和二次设计。分析结果表明,优化后的结果有更低的应力水平和更小的最大变形量,同时有更高的一阶固有频率,实现了设计目标。     

抛秧机振动输送机构的模态分析和稳态响应

对抛秧机振动输送机构,通过建立有限元力学模型,用ANSYS6.1有限元分析软件对该模型进行模态分析和稳态响应分析,确定了振动机构工作频率、振型和振幅,得到了良好的振动特性结果,同时该方法避免了传统设计的反复试验修正过程,为农业机械中振动输送机构提供了一种新的设计思路.     

基于有限元法的农用车辆发动机连杆动静态态特性分析

连杆是农业车辆发动机的重要组成部分,由于农业车辆作业强度大,连杆作业过程中其结构、位移及应力变化严重影响作业性能。针对以上问题,本文以某厂生产的内燃机连杆为研究对象,利用三维建模软件NX10.0建立连杆组模型。采用有限元法对连杆杆身,大头轴瓦,小头衬套进行受力分析。研究表明:连杆受拉伸载荷时最大应力为199Mpa,受压缩载荷时最大应力为230Mpa,且在杆身两侧会发生翘曲变形,最大变形量为0.03mm。对连杆在自由模态和预应力模态下进行了动态特性分析,在设置了相同的接触条件和约束条件下,得到自由模态下前10阶的振型和预应力下前6阶的振型,发现变形总是在大、小头处,杆身与两端的过渡处,杆身的中间部位。本文研究结果为指导连杆组及发动机设计提供理论依据。     

基于有限元法的农用车辆发动机连杆动静态特性分析

连杆是农业车辆发动机的重要组成部分。由于农业车辆作业强度大,连杆作业过程中其结构、位移及应力变化严重影响作业性能。针对以上问题,本文以某厂生产的内燃机连杆为研究对象,利用三维建模软件NX10.0建立连杆组模型,采用有限元法对连杆杆身、大头轴瓦、小头衬套进行受力分析,并对连杆在自由模态和预应力模态下的动态特性进行了分析。结果表明：连杆受拉伸载荷时最大应力为199 MPa,受压缩载荷时最大应力为230 MPa,且杆身两侧会发生翘曲变形,最大变形量为0.03 mm;在相同的接触条件和约束条件下,自由模态下前10阶振型和预应力下前6阶振型的变形总是在大（小）头处、杆身与两端的过渡处、杆身的中间部位。     

风力发电机塔筒的强度、稳定性及动力学分析

利用有限元分析方法,建立了塔筒的有限元分析模型,对塔筒在各种工况下的静强度进行了分析。同时对塔筒进行模态分析,得到了塔筒的固有频率和振型。对塔筒进行稳定性分析,建立了塔筒非线性稳定性分析模型,计算得到塔筒的临界屈曲载荷。通过分析得到不同方向的载荷对塔筒稳定性的不同影响。     

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。      

异形温室结构的空间有限元分析

为了给空间索杆单元杂交结构的温室提供设计依据,以异形结构温室为例,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对该温室结构进行了静力线性有限元分析。计算得到3种荷载工况下结构主要构件的应力和最大挠度值:上弦杆σmax=170 MPa,ωmax=26 mm;下弦杆σmax=42.5 MPa,ωmax=20 mm;立柱σmax=29.3 MPa,ωmax=20mm;环梁σmax=55.3 MPa,ωmax=20 mm;檩条σmax=72.6 MPa,ωmax=26 mm。应力和变形结果均满足结构强度要求。该有限元分析方法可以推广到类似的温室结构的空间索杆单元杂交结构。     

8GX-405型自走式灌溉机机架的有限元分析

为了进一步优化8GX-405型自走式灌溉机机架的结构参数,提高其结构强度和刚度,保证整机工作性能,采用ANSYS软件,对机架进行力学模拟和仿真。根据灌溉机的工作条件和要求,在力学简化的基础上,建立了有限元分析模型,给出了静止、极限转弯等不同工况下的载荷和约束边界条件,选用梁单元进行分析和计算,得到了不同工况下结构的位移、应力变化规律,结构危险点的最大应力、最大变形分别为201.15 MPa和48.785 mm。结果表明,采用矩形钢管和板材组成的焊接式机架,强度和刚度足够,能满足使用要求。研究方法和手段可以为同类结构的分析设计所借鉴。     

大型渡槽结构振动特性分析

根据大型渡槽的结构特点，应用ANSYS有限元分析软件，对实际工程中某大型渡槽进行了振动特性分析，探讨了该大型渡槽在4种工况（空槽，满槽，中槽过水，边槽过水）下的模态变化范围，所得结果可为该大型渡槽的抗震设计提供依据。     

基于ANSYS的木塑复合板振动特性分析

为分析木塑复合板的振动特性,采用ANSYS软件分别构建了完好和含有不同大小孔洞缺陷木塑复合板的有限元模型,运用模态分析方法获取了其前8阶固有频率和位移模态,计算了其曲率模态,分析了孔洞对木塑复合板固有频率、位移和曲率模态等振动特性的影响.结果表明:利用ANSYS能够有效分析木塑复合板的固有频率、模态振型等;孔洞缺陷对木...     

大直径拱顶储罐网壳强度计算与结构改进

目前国内大型拱顶储罐的最大直径已达60m,其罐顶网壳强度校核多采用有限元计算软件。为计算简便,通常将网壳边界条件进行简化处理,忽略罐壁顶部变形对网壳结构的影响。对比介绍了各类单层球面网壳,总结了单层球面网壳基本设计原理,并以某设计院设计的拱顶罐为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立拱顶网壳和罐壁一体的储罐模型。分别对拱顶储罐在静载、静载＋风载、静载＋均匀动载、静载＋均匀动载＋风载共4种载荷工况下罐顶网壳结构强度进行计算分析,并依据计算结果,提出将环板和肋板建于罐壁顶部的改进方案。对改进后的设计模型进行静载＋均匀动载和静载＋均匀动载＋风载这两种工况下的仿真计算,结果表明：改进后的拱顶储罐结构受力更合理,承载能力更强。（图17,表4,参]6）     

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。      

某采棉机大梁结构设计与优化

采棉机大梁要求具有足够的强度和刚度,以承受整个采棉机的载荷和从车轮传来的冲击,同时要求具有一定的动态振动特性,以避免在各种旋转零部件转动工作频率激励下出现共振。针对采棉机大梁结构设计与优化问题,运用UG三维计算机辅助设计软件,建立了7种不同车架结构实体模型,运用有限元分析方法对车架实体模型建立网格模型,并对车架进行静力学分析和强度评价,同时进行模态振动特性分析。数值分析结果表明,随着大梁结构的改变和优化,其最大应力集中值发生变化,从386.36 MPa下降到176.88 MPa,总变形量从8.51 mm下降到3.99 mm,强度有明显提高、变形量明显变小。可知结构强度提高了56.3%,总变形量降低了53.8%。模态振动分析结果表明,优化前的大梁结构前10阶固有频率在7.3～44.9 Hz范围内变化,随着结构的进一步完善和优化,结构6第2、6、8、10阶固有频率分别较优化前提高53.2%、31.3%、31.1%、20.1%,结构弯曲振型部位从前桥连接板和主横梁转移到前桥附横梁,尾部扭转振型渐渐消失,且经过优化,成功避开了拖拉机怠速频率和重要工作部件采棉头的工作频率范围;通过对各优化结构之间进行对比分析并考虑采棉机实际工作环境,最后确定符合实际加工和工作机制的边梁材料为材料横截面积100 mm×200 mm、厚度7 mm,外部的加强大梁结构,为采棉机大梁国产化、提高其强度和动力稳定性提供理论依据。     

大跨度悬索式管桥风振响应分析

按照悬索式管桥的实际结构特点，建立了三维有限元模型。应用专业有限元分析程序，对悬索式管桥进行了模态分析，得到了结构的前二十阶固有频率和模态振型，通过对各阶振型的分析，掌握了悬索式管桥的振动形态。在模态分析的基础上，采用几何非线性有限元的分析方法，对悬索式管桥进行了横向风共振分析。分析结果表明，在横向风载荷作用下，管道产生疲劳破坏的可能性很小。     

基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析

应用有限元振动分析方法对我国新疆某大型农业水利工程倒虹吸出口平面闸门的固有振动特性进行计算与分析。建立了平面闸门的实体模型和有限元模型,考虑流固耦合对闸门结构动态特性的影响,分析了平面闸门在无水和有水状态下的动态特性,计算得到闸门的前6阶固有频率及其振型。结果表明,闸门开度对其自振频率有着显著影响,在小开度时第1阶固有频率下降达到28.5%,沿竖直方向的整体振动的模态频率接近20 Hz,因此,为了提高闸门的第1阶固有频率,必须对闸门结构进行改进。     

基于ANSYS的农机单轮测试装置结构设计与优化

设计一套测试轮胎型号介于6.00-12与9.5-20之间的单轮牵引性能测试试验装置。对比分析了滑轨-内外框架式与平行四连杆-内外框架式2种框架结构的优缺点,确定使用前者作为装置主体,液压马达作为驱动轮胎动力源。针对在试验过程中由于地面不平整而导致传感器测力方向不稳定的问题,设计了内外框架的整体结构:测力传感器布置于内外框架间,使用预紧弹簧使两端球铰式拉压传感器始终受到拉力。利用Pro/E软件建立了装置框架三维模型,同时建立了计算外框架最大应力的数学计算模型并进行了计算。利用有限元分析软件ANSYS对其内外框架进行应力应变仿真,最大应力结果与理论计算结果相近,并在此基础上进行了结构强度分析和优化。结果表明,优化后内外框架在保证框架总体重量最小的基础上应力应变明显减小,达到使用刚度、强度。针对内外框架试验时的振动特性进行了模态分析和预测,仿真后分别得到了内外框架前四阶的固有振动频率。     

高速水稻插秧机分插机构振动特性研究

为提高高速水稻插秧机栽插性能,以其分插机构支撑臂为研究对象,对其振动特性进行研究。利用PRO/E软件建立其三维模型,并利用有限元分析软件对其受力和振动模态进行分析,得出其6阶模态分析结果。研究结果表明:通过合理设计支撑臂结构,能够使其固有频率有效避开插植臂周期激励频率和整车频率,为分插机构结构设计和转速性能提高提供理论基础。     

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.