长时间振动对拖拉机驾驶员腰部疲劳的影响研究

在振动试验台上模拟拖拉机驾驶环境,在振动加速度为1.2m/s2、频率为4Hz的情况下,测试了被试者腰部竖脊肌和多裂肌的表面肌电信号(sEMG),并对其均方根值(RMS)和平均功率频率(MPF)进行了分析研究.结果表明:在振动过程中,被试者腰部均感觉到了明显的疲劳;随着驾驶时间的延长,竖脊肌和多裂肌肌电信号的RMS呈上升趋势,而MPF呈下降趋势.这说明,在振动过程中,随着试验时间的延长,被试者腰部竖脊肌和多裂肌产生了疲劳,是使被试者产生腰部疲劳的主要原因.结合主观疲劳感觉评分结果,被试者在受振50-60min后开始有疲劳感觉.     

拖拉机座椅振动加速度对驾驶疲劳的影响——以心率增加率和疲劳评价值为指标

为了减轻拖拉机驾驶疲劳,在模拟拖拉机座椅振动的条件下,试验研究了振动加速度对被验者的心率变化及其身体疲劳的影响.结果表明:座椅的垂直加速度azw在w0.8～2.0m/s2、且联合加权加速度Aω在1.1~2.3m/s2的范围内,被验者的心率增加率随振动加速度增加逐渐减小,其平均值减小13%;azw在2.0～2.4m/s2、且Aw在2.3～2.7m/s2范围内,被验者的心率增加率减小缓慢,平均减小2%;被验者心率增加率与座椅振动加速度呈二次曲线规律变化,具有密切的相关性;被验者身体各部位的疲劳程度随振动加速度增加而加重,头部和胸背部的疲劳明显高于其它部位.     

联合收获机主驾驶座振动强度及其频率结构试验

根据小麦联合收获机振源特点,运用DH5922动态信号测试分析系统,现场测试新疆-2A型联合收获机主驾驶座地板测点的动力响应,得到了测点不同工况下的垂直振动加速度时程曲线和快速傅里叶变换频谱。研究结果表明:小麦联合收获机任一点的振动强度、频率结构随工况不同而变化。收获机空转、发动机空转、田间作业和公路运输4种工况下测点的振动加速度有效值为0.1591m/s2、0.1087m/s2、0.0938m/s2、0.0704m/s2,振动主频分别为142.6Hz、56.6Hz、36.6Hz、36.6Hz。     

农田行驶工况下拖拉机振动特性研究

为更了解国产拖拉机的振动情况,对拖拉机行驶在不同工作路面条件下的振动特性进行研究。以CF700拖拉机为研究对象,测试拖拉机分别行驶在水田、小麦秸秆田、稻秸秆田和田间小路四种不同的农田道路上时的振动加速度。试验过程中,对拖拉机前桥、后桥、驾驶室底板与座椅位置纵向、横向和垂向共4个位置8个方向的振动加速度进行测试。结果得到,同等条件下,拖拉机在水田行驶时的振动加速度均方根值最小,在水稻秸秆田行驶时的振动加速度均方根值最大;加速度功率谱的峰值频率主要集中在1~5 Hz,垂向的峰值频率一般大于纵向和横向的峰值频率;前、后轮动载荷系数随速度的增加而增大,均在安全行驶的范围内。该研究为后期设计适合国内路面情况的拖拉机减振装置提高理论依据。     

小麦联合收割机倾斜输送器振动强度试验研究

针对联合收割机倾斜输送器外壳的剧烈振动,运用DH5922动态信号测试分析系统,现场测试了新疆―2A联合收割机倾斜输送器外壳在不同工况下的动力响应,得到了倾斜输送器外壳测点的垂直振动加速度时程曲线和快速傅立叶变换频谱。研究结果表明:联合收割机倾斜输送器外壳上任一点的振动强度、频率结构随工况不同而变化;收割机空转、田间作业、发动机空转、公路运输四种工况下测点振动加速度的有效值分别为24.68m/s2、14.64m/s2、4.26m/s2、3.23m/s2,振动主频为107.9Hz、117.7Hz、57.6Hz、67.4Hz。     

大功率拖拉机驾驶室振动仿真与试验验证

针对路面不平度引起的拖拉机振动及驾驶员驾驶疲劳等问题，以大功率拖拉机为研究对象，基于车辆动力学理论建立六自由度人-椅-路面拖拉机振动模型，仿真拖拉机动态工况下人椅系统的振动传递过程。为验证模型的准确性，在田间及沥青道路上进行实车试验，测量动态工况下拖拉机座椅及人体头部、腰部、腿部的振动加速度，并与模型仿真结果进行对比；通过加速度响应的时域和频域分析，把加权加速度均方根值作为评价指标，对驾驶员的振动舒适性进行评价分析。结果表明：建立的人椅系统模型与振动试验的结果有很高的一致性，模型具有良好的预测效果，且驾驶员测量部位因振动产生的不舒适感由低到高为头部、腿部、腰部，为拖拉机减振及座椅设计提供了参考。     

混合动力客车超级电容的振动特性分析

超级电容振动是影响新能源汽车安全的关键因素,为检验车载超级电容振动是否合格,针对某油电混合动力客车(HEV)超级电容储能器,研究不同路况、不同车速及加速工况下超级电容的振动特性。研究结果表明,匀速、加速测试时,超级电容上下方振动加速度总体上随一般沥青路面、破坏较严重沥青路面、石块路面、减速带路面道路质量等级降低而增大,随车速提高,振动加速度增大,且超级电容下方的振动加速度均高于上方。但在一般沥青路面、破坏较严重沥青路面车速30km/h时因达到共振而存在振动加速度的显著峰值。匀速、加速测试时,最大加速度都发生在车速为60km/h通过减速带路面的超级电容下方,最大值分别为3.0m/s2、5.0m/s~2,均小于限定值30m/s~2,振动测试合格。     

基于表面肌电信号的拖拉机驾驶员颈部疲劳研究

为了了解拖拉机驾驶员颈部的疲劳状况,在模拟拖拉机作业过程基础上,对驾驶员颈部胸锁乳突肌的表面肌电信号进行了测试分析,并以积分肌电值与平均功率频率为评价指标,对作业过程中驾驶员颈部疲劳进行了研究。结果显示:头部转动角度对积分肌电值和平均功率频率有明显影响,积分肌电值随角度的增大呈现明显的增长趋势,平均功率频率随角度的增加呈现明显下降趋势,表明大角度的头部转动容易使拖拉机驾驶员颈部产生疲劳。同时,分析了拖拉机驾驶员颈部产生肌肉疲劳的原因,提出了缓解疲劳的建议。     

丘陵山地无人车振动特性试验研究

为探索丘陵山地无人车振动特性,以丘陵山地无人车为研究对象,进行了振动特性试验。在无人车车体选择11个测试点,设计6组试验方案,综合分析测点位置、发动机油门大小和路面不平度对无人车振动特性的影响。试验结果表明,测点3（车架左前部）是无人车整车最合适安装传感器位置,在无人车正常行走、油门1/2位置、挂1档工况下,加速度最大值为47.4 m/s2,加速度最小值为-50.36 m/s2,加速度平均幅值为5.092 m/s2,加速度有效值仅为6.864 m/s2,说明该测点振动表现稳定;其他合适的测点为测点4和测点9。发动机油门大小对于加速度最大值、加速度最小值、加速度平均幅值、加速度方根幅值、加速度有效值均有显著影响,同一测点下,油门1/2和油门3/4相比较初始油门,加速度平均幅值增大297.1%和322.8%。路面不平度对于无人车振动有显著影响：在水泥路面上,无人车底盘加速度值最小,而在沙壤土、黏土和干沙土三种路况下,底盘加速度值分别增加81.23%,77.91%和1.31%。同时提出降低发动机高频振动、增加阻尼、传感器工作时降低行驶速度等减振措施。     

稳定振动条件下梨的振动损伤研究

通过梨的振动试验，研究了稳定振动条件下，振动加速度、振动频率对梨的损伤影响，分析了梨振动至失去商品性时的振动次数N与损伤能量的关系，探讨了在相同振动加速度、不同频率下梨振动至失去商品性时的振动次数N1、N2与振动圆频率ω1、ω2的关系。试验结果表明，振动加速度越大，梨越容易产生损伤；在相同加速度条件下，振动频率越小，梨越容易产生损伤。     

枸杞果实振动脱落特性模拟仿真及试验研究

为深入研究枸杞果实-果柄振动分离特性,确定成熟枸杞果实-果柄分离用时最短的激振振幅与频率组合,研究了枸杞果实振动脱落机理,并通过仿真试验得到了最佳振幅和频率、枸杞脱落数量与时间的关系曲线、振动杆加速度和枸杞果实的加速度。搭建了枸杞振动试验台,以脱落所需时间为指标,分别对成熟和未成熟枸杞进行了振动脱落正交试验,获得了不同激振组合参数下振动杆的加速度及枸杞的脱落情况,最终确定了试验因素的最佳组合为:激振振幅12mm,激振频率16Hz。该条件下成熟枸杞脱落用时为1. 39 s,激振方向最大加速度为162. 81m/s2。本研究可为振动式枸杞机械收获装置的设计提供理论依据与数据支撑。     

4SW-170型马铃薯挖掘机振动试验研究

根据马铃薯挖掘机振动特点,运用SG106压电式加速度传感器及其无线采集元件,分3种工况测试4 SW-170马铃薯挖掘机机箱与横梁等测点的动态响应,使用Matlab编程对采样信号处理分析,得到了测点在不同工况下的振动加速度时程曲线和傅立叶变换频谱。研究结果表明,4SW-170马铃薯挖掘机不同工况条件,不同部位的振动强度和频率结构是不同的。田间作业、空载运转、拆除摆动筛,3种工况下横梁的振动加速度有效值分别为0.19g,0.741g,0.28g(g为重力加速度,g=9.8m/s2)。田间作业时比试验台空载有效值降低75%,无摆动筛比有摆动筛有效值降低62%。空载运转时转速每增加30r/min,横梁位移平均增大约0.8mm,达到预定转速203r/min时,位移幅值约为5mm。     

农业轮式拖拉机驾驶员全身振动测评虚拟仪器的设计

农业轮式拖拉机在作业和行走时均会产生较强的振动,为了避免这种振动对驾驶员的身体尤其是腰部产生损害,提高其工作质量和效率,也为了改善座椅减振性能以及考核振动舒适性,需进行驾驶员全身振动的测量与评价。为此,基于LabVIEW平台,开发出一套实用的农业轮式拖拉机驾驶员全身振动测量与评价虚拟仪器系统。该系统将振动信号的测试以及分析与虚拟仪器相融合,可实时、准确地对测试数据进行记录,并利用应用软件进行处理,实现对农业轮式拖拉机驾驶员全身振动的测量与评价。     

手扶拖拉机－驾驶员系统实验模态分析

用实验方法研究手扶拖拉机－驾驶员系统的振动特性，测量了随机激励时拖拉机上１６个测点及人体上７个测点的加速度响应，得到了前１０阶模态参数，并与没有驾驶员的情况进行了对比，所得结果可供人体振动防护和手扶拖拉机的振动设计参考     

基于振动的土壤挖掘阻力与耗能特性试验研究

为了研究振动频率、振动方向等参数对振动式土壤挖掘降阻特性和耗能特性的影响,设计开发了振动式土壤挖掘阻力试验台。经理论分析、计算确定了振动挖掘机构运动参数。在土壤平均相对湿度为27%、平均土壤坚实度为2.2MPa条件的室内土槽系统中,在挖掘深度150mm、前进速度0.15~1.00m/s、振动频率2~20Hz的因素条件下,利用该试验台开展了土壤振动挖掘阻力和耗能特性试验研究。结果表明,振动式土壤挖掘能够有效降低工作阻力,其降阻率先随着振动频率增大而增大,在2~20Hz频率段,前后方向振动和垂向振动振幅分别为13mm和10mm时,其最大降阻率分别可达到21%和25%。降阻率在10~14Hz后增长速度变缓,表明该区间处于土壤的自振频率区间。前后方向振动下土壤挖掘降阻率和振动速度与前进速度的比值有关,当振动速度小于前进速度时,降阻率比较小,随着振动频率增加而缓慢增大;当振动速度大于前进速度后,在对应的频率点其降阻率会迅速上升,之后增长速度逐渐变缓。由于需要额外激振能量输入,两种振动方向的强迫振动式土壤挖掘综合耗能并不减少,在振动频率低于10Hz下,耗能比范围在1~1.07,但超过10Hz后,耗能比会随着振动频率增大以较快速度增加。振幅的增大能够使土壤挖掘阻力获得一定的降低,但同时振动挖掘耗能有较大的增加。     

东方红-354拖拉机振动特性研究

为了提高拖拉机操作性能,改善其乘坐舒适性,以拖拉机振动特性检测与分析为突破口,测试了其静态及不同路面条件下的动态振动加速度,并对其强度、分布以及变化规律进行分析。结果表明:在装置静态速度逐渐增大的过程中,排气筒位置和驾驶座底板的振动强度会急剧增加,增速明显高于装置的其他区域;在动态低速状态下,引起拖拉机振动的主要原因是路面不平整;而处于动态高速状态时,振动主要由发动机引起,沙土路面反而起到减振作用。此研究可为拖拉机结构设计和优化研究提供有力的理论依据和技术支持。     

六自由度拖拉机-人椅系统振动特性仿真研究

为了预测动态环境人-车-路系统中驾驶员的振动响应特性及驾驶舒适性,基于振动理论建立了六自由度拖拉机-人椅系统整车动力学模型,由Simulink搭建起仿真模型,通过输入一国产中型拖拉机的主要技术参数运行仿真程序,对仿真结果进行了时域及频域分析,并依据该拖拉机的实车试验结果验证了仿真结果的可靠性。仿真结果表明:随着路面等级的降低,拖拉机的人椅系统所受振动加速度响应幅值明显增大;人椅系统所受各向振动由大到小依次为垂直方向、侧倾方向和俯仰方向;该拖拉机人椅系统的固有振动频率为3Hz左右,其座椅舒适性有待改善。     

一体式烟秆拔秆破碎机振动测试与分析

自行研制的一体式烟秆拔秆破碎机存在振动较大、噪音严重、工作质量及可靠性不能令人满意等问题,要解决该问题首先需研究机器系统的振动影响因素。为此,采用DH5925动态信号测试系统对怠速和满油门条件下拖拉机发动机空载、整机空载及田间拔秆实载作业的5种工况下该机的8个测点处的振动进行了测试与分析,得到相应的振动时域特性和频谱特性分布规律,以寻找主要因素。试验结果表明:整机在全油门空载工况下由发动机引起的振动频率为153. 23Hz,破碎机、对辊传输结构、拔秆刀辊引起的激振频率分别为48. 34、27. 5、4.88 Hz,且田间拔秆作业时整机各测点的振动幅度达到2. 65、3. 05、2. 42、2. 99、2. 73、2. 5、2. 81、2. 13 m/s2,相比空载下振动幅度明显增大,这表明拖拉机发动机不平衡燃烧力矩及二阶不平衡惯性力、拔秆刀辊、对辊传输机构及破碎机的回转运动是拔秆破碎机振动的主要原因。对振源部件与机架连接处的减振结构优化,可为降低该机振动的整机结构优化和二代样机设计提供依据。     

缝隙引流叶轮离心泵空化试验研究

在额定转速、不同流量工况下,对带有缝隙引流叶轮和常规叶轮的低比转数离心泵进行空化试验,通过安装在待测试离心泵不同位置上的加速度传感器获得相应的振动加速度信号,进而分析2种叶轮离心泵的空化特征信号,对比2种离心泵的空化特性.试验结果表明:缝隙引流叶轮离心泵比常规叶轮离心泵有更好的抗空化性能;Q=26 m³/h时,在空化过程中3个振动测点处的加速度信号有效值均随有效空化余量的减小而增大,并且缝隙引流叶轮离心泵的振动弱于常规叶轮离心泵,说明振动加速度测试可有效监测空化发生前后信号的变化;在本次试验的多个测点中,出口处的振动测点对空化较为敏感,更适宜作为空化监测点.     

偏心振动压实式筑埂机的仿真分析及试验

简要描述了偏心振动压实式筑埂机的工作原理,对振动压实装置的运动轨迹进行了理论推导;运用Adams仿真软件对镇压筑埂装置作业时的振动状态进行分析,重点模拟了偏心振动压实装置中偏心块的质量、中心轴转速对镇压筑埂装置的振动影响;通过将Adams与Edem仿真软件耦合,对偏心振动压实式筑埂机的镇压筑埂情况进行了仿真;最后,通过整机试验对以上分析进一步验证并得出结论。研究结果表明：筑埂机在偏心质量为20kg、中心轴转速为1r/s、前进速度为0.1m/s时,偏心振动压实装置的工作振幅为38mm,中心轴最大加速度为800m/s²,此工况下镇压滚筒筑埂时振幅较大,适用于在首次筑埂时对旋耕集土后的松散土堆进行一次镇压成型;当偏心块质量为5kg、中心轴转速为4r/s、前进速度为0.4m/s时,工作振幅为8mm,中心轴加速度为1200m/s²,振幅较小、离心力较大,此工况适用于土埂成型后的二次压实固埂。仿真分析表明：不加偏心振动的普通筑埂机在作业时,滚筒所受的正压力为2000N;加振动压实后的一次筑埂时正压力约2500N,二次固埂时正压力约3000N,相比与传统筑...