矮化密植红枣收获机骑跨式机架的有限元分析

根据新疆矮化密植枣园地面特点,为提高红枣收获机的工作性能,利用Ansys有限元分析软件分析红枣收获机在平整地面匀速直线运动工况下和在地面不平整工况下机架应力、变形的大小及分布情况。结果表明:最大变形发生在机架顶部发动机的安装位置及纵梁上激振装置的安装位置,应力集中发生在前段纵梁、方管与方管的连接处,可根据所得数据校核机架强度。同时,对机架进行模态分析和谐响应分析,求解出机架的固有频率和振型,通过与外界激振频率对比分析及谐响应分析得出机架位移随频率变化的趋势,在频率为30Hz时,产生共振,求解得出30Hz处最大应力为804.35MPa、最大变形为15.312mm。由于最大应力大于机架材料的屈服极限,机架产生断裂,因此应对机架进行优化改进,使机架满足静载荷和激振载荷作用下的强度要求,保证矮化密植红枣收获机的安全、可靠。     

基于谐响应分析的籽瓜破碎机机架抗振性能研究

为了研究籽瓜破碎机在受迫振动下的振动响应以及振动载荷带来的变形、失效等问题,通过ABAQUS软件分析了机架在无阻尼状态下的固有频率和振型号,在此基础上通过模态叠加法研究了机架在电机激振力作用下振幅和应力的响应特征,得到了对应的响应曲线。结合相应曲线研究了机架在交变载荷作用下振幅峰值发生的峰值和频率范围,验证了抗振性能是否满足实际生产要求。研究结果表明:在正弦激振力的作用下,机架的主要振动变形位于机架低端。当激振频率在85～125Hz之间时,机架容易发生强烈振动,尤其是在125Hz附近机架振幅出现了最大值。由于驱动电机的激励频率范围为23.33～60.00Hz,远小于最大振幅发生的频率,说明只要电机转速控制在3600r/min以下,机架就能有效避免振幅的急剧增加,不会发生严重的振动变形。     

1SG-230型甘蔗深松旋耕联合作业机机架结构参数优化

为降低1SG-230型甘蔗深松旋耕联合作业机机架正常工作时的共振,使其具备良好的动态特性,利用UG软件建立机架模型并进行模态分析,得出机架前6阶模态的固有频率、形变量、极值和振型等特征,分析外部激振频率,使机架固有频率远离外部激振频率段,对机架前横梁、后横梁、铲柄保险安装座板、侧板的结构参数进行优化,通过四因素三水平正交试验,确定了机架最优结构参数组合为:前横梁厚度10 mm,后横梁厚度10 mm,铲柄保险安装座板厚度10 mm,侧板厚度14 mm。试验结果表明:1SG-230型甘蔗深松旋耕联合作业机机架优化后质量减少了10.7%,1阶固有频率由27.365 Hz提高至34.683Hz,共振频率段最小值比变速箱激振频率高10.14 Hz,减小了机架发生共振的可能性,动态特性良好。     

喷杆喷雾机机架动态特性分析与减振设计

在Pro/E中建立了喷杆喷雾机机架的三维模型,在Hypermesh中建立了机架的有限元模型,并导入到ANSYS中进行了自由模态分析,并通过模态实验分析了机架的振动特性并验证了有限元模型的准确性.结合模态分析结果,分析了外部激励对机架动态特性的影响,发现发动机1、2阶往复惯性力的频率会导致机架共振.通过谐响应分析得到机架的振动情况,提出了避免机架与发动机共振的方案,对比了减振前、后的机架位移响应幅值.结果表明,安装橡胶减振元件后机架的动态特性得到明显改善,提高了整机的操纵舒适性.     

工厂化种植三七收获机模态与疲劳寿命分析

针对三七仿生种植工厂的收获条件,设计了工厂化种植三七收获机。该机采用振动式收获方式,因此关键结构的动态特性与疲劳寿命更加需要关注。为此,对三七收获机机架进行了模态分析,得到机架的最低固有频率为25.1Hz,避开了工作激振,作业时不会发生共振;同时,对振动杆进行了疲劳寿命分析,得出疲劳薄弱部位位于振动杆上的弯曲结构,计算得使用寿命约52.7年,满足使用要求。     

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。     

温室三七收获机有限元分析

根据三七种植新农艺的要求,设计了一款应用于温室种植模式的三七收获机。为提高其工作性能,利用ANSYS有限元软件进行有限元分析,获取在静载荷作用应力、变形的大小及分布情况。结果表明:应力集中发生在电机安装位置及车架纵梁连接处,最大变形发生在车尾处,机架强度符合要求。对机架进行模态分析,获得其固有频率并进行谐响应分析,分析可知:在频率15Hz时电机安装位置处可能发生共振,此时电机安装位置处应力和位移达到最大,最大应力为4.34MPa,最大位移为2.03mm,机架满足激励载荷下的强度要求。对挖掘铲进行静力学分析,得到挖掘阻力5 000N,挖掘铲最大变形量为1.334 4mm,最大应力为20.894MPa。本文为后续温室三七收获机的减振以及机架、挖掘铲优化提供了理论依据。     

预应力下微耕机扶手振动响应仿真及试验研究

针对微耕机在作业过程中扶手振动强烈的问题,采用预应力下的谐响应分析及振动测试试验,研究其振动响应,克服了仅通过自由模态分析扶手振动响应特性与实际作业情况相比误差较大的缺点。利用有限元法对扶手进行考虑人体手臂对扶手作用力的静力学分析及约束模态分析,并对扶手的把手处进行强迫激励下的谐响应分析,获得把手处加速度最大谐峰值及其对应频率,最后进行扶手把手处振动测试田间试验。结果表明:试验与仿真结果一致,在2、4阶固有频率处的振动响应对扶手的把手处振动贡献较大,这主要来自发动机混合气燃烧激振力及发动机二阶惯性力。这一结论为微耕机扶手减振提供了理论依据。     

机械振动式红枣收获的动力学研究

利用有限元分析软件对枣树模型机械振动机理进行动力学仿真分析。首先,对不同年限枣树建模三维模型并进行模态分析,结果显示不同生长年限枣树在第3、4阶模态时具有较为理想的模态响应,由此确定机械振动力传递分布较好的频率范围为12~20 Hz;其次,在模态响应分析基础上对枣树模型进行谐响应分析,结果显示3年生、5年生和8年生枣树所施加激振力的最佳激振频率分别为18、14、12 Hz。本研究可为机械振动式红枣收获机激振频率范围选择提供理论依据。     

苜蓿压扁试验台设计及其机架模态分析

结合苜蓿压扁效果的影响因素:压辊间隙、弹簧的初始拉力、压扁辊转速、喂入量等,设计了一种苜蓿压扁试验台.借助SolidWorks中的Simulation有限元分析模块对试验台机架进行模态分析,提取出前10阶固有频率和模态振型.结果表明,其固有频率范围在151.83～69.09 Hz,与外部激振频率进行对比分析,各外部激振...     

小型油动无人直升机机架振动特性与试验研究

农用油动植保无人直升机在航空作业时因受到发动机、旋翼、传动箱动力载荷激励作用与无人机表面附面层紊流强度的影响,导致机身及相连施药关键部件的振动。若机架与喷杆连接点的激励频率与喷杆固有频率接近或相等,则会引起两者共振,强烈的振动甚至会影响无人机的飞行姿态。因此,为了保证植保无人机的安全飞行,获得机架的振动特性是研究的首要任务。为此,以小型油动无人直升机为研究对象,建立无人机机架的有限元模型,应用ANSYS Workbench对模型进行自由振动状态下的模态分析,获得前8阶非刚体模态固有频率和振型,通过模态试验验证模型的准确性。试验中,试验模态与解析模态模态频率差均小于10%,模态置信准则均大于0.8,试验结果表明:有限元模型能够反映机架振动特性,随着机架固有频率的增长,振型变化越来越复杂,由机体单向摆动向机体多向同时扭摆转变,变形最大部位在喷杆、起落架、尾管处。该研究为后续展开谐响应分析与喷杆结构优化研究提供了理论依据,旨在避免喷杆与机体产生共振。     

制冷机组发动机隔振仿真分析及机架结构优化

利用已建立的制冷机组发动机隔振系统动力学模型及其解耦分析,运用ADAMS10.0建立了发动机隔振系统现有支承和半解耦支承形式的仿真模型,并进行线性模态分析。分析表明：发动机现有支承存在严重的振动耦合;采用半解耦支承形式,其质心的动态响应显著减小,即X和Y方向的位移减至0.79811mm和1.6095mm,解决了发动机的振动耦合问题。运用I-DEAS8.0软件,对原机组的机架进行了振动模态分析和动态响应仿真分析,现有机架固有频率54.6Hz时发生整体变形,最大变形为1.08mm,原机架的整体动刚度差;通过对原机架的结构改进,使机架发生整体变形的固有频率提高到129.5Hz,机架最大变形减小为0.359mm,显著改善了机架的结构动态性能,提高了制冷机组的动态工作性能。     

粘弹阻尼抗振结构双向渐进法拓扑动力学优化

基于阻尼结构各层形变位移关系,推导了结构振动微分方程。构建了以阻尼比最大化为优化目标,阻尼材料用量为约束,阻尼单元状态为设计变量的拓扑优化数学模型。为寻找结构优化迭代方向,推导了模态阻尼比灵敏度。建立阻尼单元增删准则,利用独立网格滤波技术进行滤波处理,采用双向渐进优化算法对阻尼结构进行了拓扑优化。按常规渐进法优化后,1阶、3阶阻尼比增幅分别为54.51%、36.21%,而按双向渐进优化所得相应阶次的模态阻尼比增幅则分别达76.69%、58.36%,且可有效改善阻尼结构优化后的棋盘格现象。为验证双向渐进优化算法拓扑优化结果,对阻尼结构进行谐响应分析与仿真,结果表明:采用双向渐进法优化时,结构特定阶次响应幅值更低,减振效果更佳。     

残膜回收机机架有限元分析及优化

针对残膜回收机的整机振动强烈、机架开裂等问题,运用ANSYS Workbench19.0软件对残膜回收机的机架进行静力学分析和约束模态分析,研究机架的静力学特性和模态特性,获得机架的固有频率、振型、阻尼等参数,并在此基础上采用正交试验设计的方法,以机架的左右边板厚度、主连接梁管厚、副支撑梁宽度为试验因素,第1、2阶固有频率为试验指标对其进行结构优化。当机架左右边板厚度为12 mm、主连接梁管厚为6 mm、副支撑梁宽度为70 mm时,机架的第1、2阶固有频率50.747 Hz、53.557 Hz不在外部激励频率范围（0.833~40 Hz）内,并且优化后的最大应力值降低3.295 MPa,优化前的最大振幅为17.642 mm,优化后的最大振幅为12.719 mm,降低了4.923 mm,有效避免共振现象的发生,优化前后的机架均满足刚度和强度要求。该研究可以为残膜回收机的机架设计、可靠性研究上提供理论参考。     

宽幅播种机折叠机架的模态分析

为了得到宽幅播种机折叠机架的振动特性,验证机架的设计是否合理,以自主研发的2BMZ-13型气吸式免耕精量播种机折叠机架为研究对象,进行了模态振动分析。采用三维建模软件Pro/E和有限元仿真分析软件ANSYS Workbench建立机架的有限元模型,通过模态分析模块得出机架前6阶振型的固有频率、振动方向和极值等振动特性,输出各阶的振形图,并将仿真分析结果与外激频率进行对比。研究结果表明:折叠机架结构设计合理,机架固有频率没有发生重叠且避开了外激频率,避免了共振现象的发生。本研究对提高播种机的播种精度、延长播种机的使用寿命具有重要意义。     

基于ABAQUS的超声变幅杆设计及有限元分析

超声变幅杆是超声振动复合加工工艺中超声振动系统的重要部件。利用特征参数进行理论计算对超声变幅杆进行了设计。基于有限元分析软件ABAQUS对阶梯形超声变幅杆进行了模态分析,得到了符合设计要求的模态振型及固有频率,进行了谐响应分析,针对结果中出现的变幅杆应力集中现象在截面突变处添加过渡圆弧进行优化设计。最后,分析了不同半径的过渡圆角与变幅杆固有频率及最大应力的关系,结果表明,增加过渡圆弧可以改善应力集中现象,避免疲劳断裂达到优化设计的目的。     

籽粒损失监测传感器敏感板局部约束阻尼设计

分析了籽粒损失监测传感器敏感板的响应与系统阻尼比的关系,提出了通过在敏感板敷设约束阻尼层增加振动系统阻尼比来快速衰减敏感板谐波振动的方法。通过对不同阻尼损耗因子敏感板进行籽粒碰撞响应试验,优选了敏感板的材料和结构形式,在此基础上运用ANSYS软件对敏感板进行了模态分析,确定了约束阻尼层在敏感板上的最佳敷设位置。籽粒碰撞响应试验结果表明,敏感板局部约束阻尼处理后,籽粒碰撞信号波形衰减至1.5 V所用时间由10 ms缩短到3 ms左右,大大提高了籽粒损失监测传感器的检测频率。     

旋耕刀结构优化设计与动力稳定性分析

为了解决土壤和草根对旋耕刀的阻力和刀尖受到的摩擦力及振动冲击而造成的疲劳失效问题,利用有限元软件对旋转对称六刀刃旋耕刀进行了强度评价并对其结构进行了5次优化改进,并分别对5种优化改进结构建立了数值模型,且进行了静态和模态数值分析。静态强度分析结果表明:随着旋耕刀结构的优化改进,其最大应力集中和最大变形量明显减小。动力学分析结果表明:第3次优化改进后的3种弧形旋耕刀各阶固有频率都提高于100Hz并避开了工作频率。最后,通过对比分析5种优化改进结构的强度、固有频率、振型和动力稳定性等提出了飞轮性旋转对称弧形刀刃圆角旋耕刀。该旋耕刀的特点是,应力和变形量比改进前的分别降低2倍和4倍以上,第1阶固有频率由改进前的12Hz提高到170Hz。新提出的旋耕刀型应力集中很小、固有频率很高,具有可提高疲劳寿命、耐磨性好与使用寿命长等特点,是旋耕机上最适合用的刀片之一。如果不考虑偏心率的影响,在工作频率范围内弧形旋耕刀不会出现振动和共振现象。