基于平模模孔结构参数的疲劳寿命分析

平模作为平模成型机的关键零件,具有易磨损、疲劳寿命低的特点。本文以ZL-300型平模成型机为研究对象,使用三维建模软件Solidworks建立平模的三维模型,利用有限元分析软件ABAQUS、疲劳寿命分析软件FE-SAFE软件进行联合仿真,模拟平模的静力学强度和疲劳寿命,研究模孔倒角(350、450、550)、长径比(5:1、5.5:1、6:1)对平模疲劳寿命的影响,得到静力学分析的应力最大值与疲劳分析的循环次数最小值位置基本相同,模孔边缘位置处疲劳寿命较低,当平模倒角为35~0、长径比为6:1时,平模的疲劳寿命较高。     

压力容器蒸压釜的结构力学及疲劳特性分析

本文以蒸压釜作为研究对象,采用Proe软件建立了公称直径2000 mm蒸压釜的三维模型,利用ANSYS Workbench对蒸压釜进行了静力学分析,获得了其应力分布情况,直观地显示出其应力集中部位。基于应力分析的结果,利用Fatigue Tool疲劳模块进行疲劳分析,预测了釜盖法兰疲劳寿命的大小,分析了疲劳寿命、安全系数等云图并获得蒸压釜最易发生疲劳损伤的位置,为其进一步优化提供参考。     

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。     

快速覆膜插秧机地膜开口装置设计与分析

<正>针对快速插秧机用覆膜装置由秧爪直接对地膜开口插秧、从而导致插秧质量较差等问题。本文基于曲柄摇杆机构运动原理设计地膜开口机构,并利用ADMAS软件建立插秧机工作过程中开口机构的运动仿真,以满足地膜开口要求,并优化杆长结构参数。同时利用ANSYS软件对开口刀进行强度分析和模态分     

水稻插秧机分插机构的轨迹规划和运动仿真

根据分插机构的结构特点,对其进行了模型简化,应用速度瞬心法,求解出插秧机插杆末端的位移、速度方程;运用ADAMS软件,建立了水稻插秧机分插机构虚拟样机模型,仿真得出了模型的末端轨迹以及插杆末端的位移和速度,并与应用方程求解出的理论值进行对比,一方面验证了理论计算的的准确性与可靠性,另一方面验证了仿真方法的正确性与可行性,为后续水稻插秧机分插机构的设计和制造提供了理论依据。     

玉米液态追肥除草机设计与试验

为实现玉米中后期追肥、行间机械除草,设计了1种高地隙可调式玉米液态追肥除草一体机,该机具主要由施肥机构、除草机构、镇压机构组成。追肥除草机可完成开沟、施肥、除草、覆土复式作业,能实现玉米根部双侧深施液态肥、精量排肥及除草轮转速调节。通过EDEM离散元仿真分析并结合Design-Expert软件对除草轮结构进行了优化设计,得出除草轮刀片的优化参数：焊接角度0°,刀齿厚度为3 mm,刀齿宽度为40 mm,对除草轮刀片最优结构的三维模型进行EDEM仿真分析,并利用Ansys Workbench进行静力学分析,得出工作过程中其最大变形量为0.161 mm,最大应力为11.392 MPa,远小于材料的许用应力（150～286 MPa）,满足设计要求。田间试验表明：施肥量偏差平均为2.13%、排肥量稳定性变异系数为1.01%,各行排肥量一致性变异系数为3.45%;平均除草率为93.91%,平均伤苗率为2.47%,均符合农艺要求。     

变性椭圆齿轮分插机构的运动特性研究

为研究变性椭圆齿轮行星轮系步行式插秧机分插机构的可行性,分析变性椭圆齿轮传动形式分插机构的结构特点和工作原理。以农业机械现代设计方法为平台,开发出该分插机构的参数优化软件,采用CAD/CAE软件建立虚拟样机模型,分析模型可靠性。结合理论模型和虚拟样机试验,对影响插秧效果的相关参数进行比较,判断其合理性。将该分插机构运用到步行式插秧机宽窄行插秧新的作业方式中,最终通过田间试验验证该分插机构的可行性。     

基于MATLAB插秧机分插机构秧针运动轨迹分析

为实现插秧机机构的方便、快捷、准确,建立了水稻插秧机分插机构秧针运动的数学模型,利用MATLAB软件进行了数值计算和模拟,从而对机构运动的分析直观化、可视化,可为选择合理的分插机构的结构参数,提高插秧性能提供依据。     

基于Ⅰ-DEAS的翻车机可靠性疲劳寿命预测

使用Ⅰ-DEAS软件,依据累积疲劳损伤理论对翻车机进行了疲劳分析和疲劳寿命预测,编制了翻车机的载荷谱,建立了翻车机的疲劳损伤有限元分析模型,并利用Miner的疲劳损伤理论和S-N疲劳曲线,用有限元分析方法对翻车机的疲劳寿命进行了预测。实例分析结果表明,用该方法可有效地预测翻车机的疲劳寿命。     

悬挂犁机组的空间力学模型

本文从悬挂犁机组系统为空间超额定力学系统,悬挂机构为空间机构这一基本事实出发,利用普遍静力学方程为基本方程并和协调方程、相关方程联立,建立了悬挂犁机组的空间静力学模型。     

丘陵山区多功能茶园管理机变速箱齿轮寿命预测

为预测丘陵山区多功能茶园管理机变速箱齿轮的失效部位以及使用寿命,采用CAXA CAD和Solidworks软件建立茶园管理机变速箱齿轮副三维有限元模型.通过分析齿轮副在载荷作用下的力学特性,得到齿轮的范·米塞斯(Von Mises)应力、位移及应变分布情况,最大范·米塞斯应力约为209.63MPa,小于材料的屈服极限,齿轮根部不会发生断裂.运用极大似然估计法建立齿轮的三参数Weibull分布函数和概率密度函数.预测齿轮的失效概率和平均失效时间,得到齿轮工作1 000h失效概率为98.04%,平均失效时间约为642h.运用Simulation疲劳分析模块对齿轮进行疲劳寿命分析,仿真结果表明,齿轮工作700h左右完全失效.该研究分别从齿轮失效概率和疲劳失效两个角度对其使用寿命进行预测,并且得到相近的结果,从而为茶园管理机变速箱的维护提供参考.     

基于非参数雨流外推法的车架载荷谱与疲劳寿命分析

针对农用机械工况复杂,受力多变,对结构件寿命影响很大的问题,以蔬菜田间作业动力机械车架为研究对象,对车架载荷谱及疲劳寿命情况进行研究。采用有限元分析方法,对车架进行应力分析并选取测点;采取建立由应变片、应变调理仪、信号采集仪等组成的应力载荷测试系统进行载荷测试试验,测得犁地和路面行驶2种典型工况下应力时间历程;拟用傅里叶变换频率检验和离散自函数平稳性分析方法,确定信号符合随机载荷信号特征;采用数据处理方法消除信号干扰因素。对测得应力载荷数据进行非参数雨流外推,基于外推结果编制车架应力载荷谱并进行疲劳寿命预测研究。结果表明:损伤值最大的测点寿命预估结果为1.043×1013 h,满足使用要求,该方法适用于农业机械结构载荷谱编制及疲劳寿命预测,可为农业机械结构载荷谱编制及疲劳寿命预估提供参考。     

前插式双控差速行星系分插机构的运动特性及参数分析

针对传统高速分插机构均为多组非圆齿轮组成,安装和制造难度较大等问题,提出了一种双控差速行星系分插机构。分析了该分插机构的工作原理并建立其运动分析模型;采用RecurDyn虚拟样机仿真和MATLAB数值仿真等方法,对该理论分析模型和机构各参数与秧针栽插动静轨迹之间的关系进行研究。选取椭圆齿轮偏心率为0.13、插植臂长度135mm、插植臂箱体与y轴的初始夹角50°、插植臂与回转箱体的初始夹角35°和插植臂回转箱体回转半径90mm进行分析,结果表明:插秧株距为180~220mm时该分插机构能满足水稻插秧要求。     

基于组合近似模型的分体式插秧机秧箱轻量化设计

为了解决插秧机秧箱质量过重影响机器工作稳定性和作业质量等问题,以可调行距高速插秧机分体式秧箱为研究对象,建立其有限元模型,对秧箱进行了静动态性能分析。根据有限元分析结果,采用最优拉丁超立方试验设计和组合近似模型相结合的优化设计方法,以刚度和模态作为约束条件,以质量作为优化目标,建立轻量化设计的数学模型,采用粒子群优化算法进行了求解。优化结果显示,秧箱质量由优化前的14.6 kg下降到13.2 kg,减轻了9.59%。根据轻量化设计结果对秧箱进行了结构改进,并进行了仿真验证,结果表明改进后的秧箱刚度分布更加均匀,弯曲刚度、扭转刚度和一阶固有频率等性能指标均有不同程度的提高,为轻量化秧箱产品研发提供了理论依据。     

木材裂纹尖端应力、应变场的数值分析

借助Ansys有限元软件,采用二维正交各项异性有限元模型,对带有裂纹的正交各向异性白桦试件进行3点弯曲的裂纹尖端应力、应变场的研究。为了较真实的反映裂纹尖端力学情况,分别采用在裂纹尖端进行有限元网格细化法和布置奇异单元法来模拟裂纹尖端奇异场,并将计算结果用Matlab平台下编写的后处理程序进行分析和比较。结果表明:2种方法均可满足工程实际的要求,但在裂纹尖端布置奇异单元法优于有限元网格细化法。     

工程结构蚀坑的腐蚀疲劳裂纹起始寿命预测

为了研究腐蚀疲劳裂纹在蚀坑处萌生位置差异的本质及预测腐蚀疲劳裂纹起始寿命,采用双参数模型描述点蚀坑形貌,并基于三维有限元模型分析不同点蚀坑形貌下的应力集中情况。基于此,分析了蚀坑深度、深径比及位置等参数对蚀坑不同位置应力集中的影响规律。依据腐蚀疲劳现象学观点,建立了三维双参数点蚀坑腐蚀疲劳裂纹萌生评估模型,分析不同蚀坑形貌下腐蚀疲劳裂纹萌生的临界值。研究表明:控制腐蚀疲劳裂纹萌生的条件主要为蚀坑深度和蚀坑形状;萌生于蚀坑处不同位置的腐蚀疲劳裂纹的临界值均可采用蚀坑临界深度值表示。所建模型的有效性和合理性得到了有效验证,为工程实际中遭受腐蚀疲劳损伤结构的腐蚀疲劳起始寿命预测提供了一种可行性方法。     

基于近似模型的螺旋轴式移箱机构多学科设计优化

针对移箱机构优化设计中存在多目标、强耦合及非线性问题,以螺旋轴式移箱机构为研究对象,开展了基于近似模型的移箱机构多学科设计优化研究。将移箱机构多学科优化设计分解为运动学、动力学和结构力学3个学科,进行了学科分析;采用拉丁超立方试验设计方法,产生初始样本点,构建了系统级变量与学科级优化之间的Kriging近似模型;采用协同优化方法,搭建了基于iSIGHT软件的螺旋轴式移箱机构多学科设计优化集成平台,采用多岛遗传算法和序列二次规划法相结合的混合算法优化求解,并进行了验证。结果表明,优化后的移箱机构滑套最大加速度由1.286e5 mm·s^-2减至9.253e4 mm·s^-2,降低了28.05%;螺旋轴一阶固有频率由238.265 Hz增至264.538 Hz,增加了11.03%;机构质量由2 265.318 g减小至1 848.310 g,降低了18.41%。采用近似技术进行移箱机构多学科设计优化,在保证计算精度的前提下,降低了求解时间,而且优化后的移箱机构整体性能最优。     

摆动型水田株间除草装置设计与试验

针对水田株间除草装置伤苗率高、除草率低等问题,设计一种摆动型水田株间除草装置。阐述该装置的整体结构与工作原理,对其关键部件——偏心轮机构和除草弹齿进行理论分析与结构设计,结合弹齿往复开合运动与水稻种植农艺,分析除草弹齿运动过程与避苗系统工作机理。运用ADAMS软件,以机具前进速度和偏心轮转速为试验因素、覆盖率和入侵率为评价指标,采用2因素5水平二次回归正交旋转组合试验方法进行虚拟仿真试验。仿真结果表明:机具前进速度与偏心轮转速对覆盖率和入侵率有极显著(P<0.01)影响,机具前进速度为除草装置工作性能的主要影响因素,当机具前进速度为266.12 mm·s^-1、偏心轮转速为3.97 r·s^-1时,除草装置作业性能最优,覆盖率为85.70%,入侵率为5.62%。田间试验结果表明:当机具前进速度为270 mm·s^-1、偏心轮转速为4 r·s^-1时,除草装置的除草率为82.5%,伤苗率为5.1%,与仿真试验结果大体一致,所设计的除草装置能够满足水田株间除草农艺要求。     

杨树苗移栽机齿轮齿条式扶苗机构设计与研究

  目的  我国树苗栽植机械化水平相对较低，扶苗机构为树苗移栽机植苗系统中的关键机构之一。研发针对我国杨树苗移栽机的齿轮齿条式扶苗机构，可以保证树苗移栽设备的栽植效果。  方法  首先针对长杆式树苗移栽作业，分析速生杨树苗的物理特性，得到树苗的长度、地径变化范围数据，提出一种齿轮齿条式扶苗机构的设计方案，分析齿轮齿条式扶苗机构栽植性能与运动参数的关系，计算其扶苗支撑架的初始位置以及确定扶苗工作行程，利用接触碰撞算法计算齿轮齿条啮合的约束条件和运动参数。使用ADAMS仿真软件建立扶苗机构多刚度接触动力学模型并进行仿真，探究齿轮齿条模数对扶苗效果的影响，通过扶苗支撑架质心的位移和速度变化曲线分析扶苗运动的准确性，通过传动齿轮转速变化和齿轮齿条啮合力变化验证扶苗机构结构的传动性能。  结果  齿轮齿条模数为9，扶苗效果最佳，此时扶苗支撑架质心在前进方向上的速度波动较小，并且位移变化稳定，位移和时间量近似于线性关系，扶苗过程接近匀速运动，速度为122 mm/s左右；扶苗运动单次工作行程达到599.9 mm，满足了实际需要大于568.4 mm的设计要求；扶苗机构各级齿轮动力传递稳定，齿面最大接触力为512.6 N，远小于材料强度，没有发生跳跃情况和阻滞情况。  结论  齿轮齿条式扶苗机构可以满足杨树苗栽植的扶苗运动要求，实现零速移栽，保证了树苗栽植直立度，并且有效改善了以往树苗栽植过程中的扶苗方式，具有良好的运动稳定性，安全高效。本研究对造林机械设备具有一定的指导作用。      

后压法双预应力梁新型锚固系统的试验研究

后压法双预应力混凝土梁的关键技术是顶压钢筋锚具的可靠性.本文针对后压法双预应力梁常用锚固体系的类型,设计了一种新型锚固试验装置,重点对其锚固系统的工作性能进行试验研究,对预压钢筋在试验过程中预应力损失进行定量分析.结果表明,设计的螺帽及采用的螺纹类型等效果良好,可作为梁体制作及试验过程应力计算的参考.