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。     

机械振动式沙棘采收的动力学研究

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实有较高价值,但采收非常困难,影响其经济价值开发。机械振动使果实分离是可行的方式之一。为了正确合理地设计开发装备,利用有限元方法对沙棘的机械振动采收机制进行动力学研究。首先,沙棘树的3D模型由Pro/E建立并导入ANSYS,再用模态分析确定沙棘树的自然振动属性,最后采用谐响应分析观察模型在正弦谐波载荷下的稳态响应。模态分析表明:沙棘树的前2 0阶固有频率为8.7 9 0~3 1.2 2 4 Hz。谐响应分析表明:振动载荷应用于侧枝比应用于主干更加优越,且对沙棘树枝条的破坏性更小。此外,14Hz和180~280N的振动载荷可以确保大多数沙棘果实从树上分离。为此,对沙棘振动采收进行有限元仿真分析,为振动装备的开发提供了理论基础。     

基于发动机激励的客车振动分析

利用ANSYS建立客车整车有限元模型,对整车模型进行了约束模态分析,在模态分析的基础上进行发动机激励的谐响应分析,考虑发动机垂向振动,研究发动机输出的简谐力引起的车身位移响应,以考察车身各部位的振动情况,最终提出解决客车振动的方案。     

基于谐响应方法的某载货车振动分析

在ANSYS环境下建立了某载货车的有限元模型,应用有限元分析方法对该模型进行了模态分析和谐响应分析,通过有限元仿真分析的结果,确定了该车出现异常振动的原因。     

农用车电池包结构振动特性分析

在锂离子电池驱动的农用车辆中,电池包的抗振性是直接影响整车可靠性的原因之一。但在农用车辆行业,对电池包的振动特性研究较少,由商用车直接移植的标准电池包因机械振动方面原因引发的故障较多,严重影响整车的可靠性,且存在一定的安全隐患。本文利用有限元分析法建立电池包计算模型,对其进行模态分析和在振动条件下的动态响应分析,并通过台架振动试验以及跑车试验进行强度验证。分析结果表明,该分析方案能有效识别电池包低阶模态敏感部位,优化后的电池包在实验室振动条件以及实车试验下能保证强度可靠。该研究能为类似产品的研发设计提供有效的理论依据。      

超声变幅杆的理论设计与ANSYS仿真分析

本文以超声波的传播原理为理论基础,根据牛顿定律得到变截面杆纵振动的波动方程。并由此计算了圆锥阶梯型复合超声变幅杆的尺寸,并用ANSYS软件对所设计的变幅杆进行模态分析及谐响应分析,验证了理论设计的合理性。     

荸荠采收船挖掘器的模态及谐响应分析

介绍了荸荠采收船的工作原理,利用Solid Works建立了挖掘器的实体模型,导入Workbench中进行模态分析,得到了挖掘器的前6阶固有频率和振型。最后,对挖掘器进行谐响应分析,根据分析结果重新确定了挖掘器的工作频率为70.53Hz,并对偏心块重新进行了设计。     

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...     

聚焦式超声悬浮机构仿真与试验

在建立超声悬浮机构有限元模型的基础上,计算了悬浮机构的固有频率.应用有限元谐响应分析理论和技术,分别计算了平板式和聚焦式谐振腔的声压分布及声场特性.结果表明,在相同激励条件下,聚焦式超声悬浮的声压较大,表明聚焦式超声悬浮能有效提高悬浮系统的悬浮性能;同时分析了聚焦式超声悬浮系统不同长度谐振腔下的声压分布和声场特性,通过自行研制的超声悬浮系统,进行了相应的试验,验证了仿真结果的正确性.     

果园割草机垄面切割装置振动特性分析

针对果园垄面割草机作业时振动剧烈从而导致割茬高度稳定性差、机械寿命短、作业效率低等问题,通过运用ANSYS Workbench软件对垄面切割装置进行基础模态分析和振动动力学分析。在模态分析的基础上针对切割装置各关键特征节点的振动位移进行响应分析,从而探究其工作状态下激振频率对切割装置各特征节点加速度载荷值的影响。对比分析结果表明切割装置1阶模态频率对应的极限转速远低于其危险转速范围;经过加速度载荷值数据的比对,得出工作状态下的Z向主要振动传递路径;对切割装置进行谐响应分析,得出在180 Hz时甩刀顶端的径向振幅达到最大值,为12.3 mm;在250 Hz时,花键套与刀盘连接处的径向振幅达到峰值,为7.7 mm;通过田间试验得出平均切割高度偏移最大值为28 mm,与切割装置的一阶振动偏移量32.43 mm接近,数据可靠;改进后田间试验数据显示平均割茬高度与设定高度最大差值为10 mm,有效的保证了割茬高度的稳定性。通过振动分析和田间试验表明,在作业前将拖拉机提前启动并维持稳定动力输出进行作业可有效避开切割装置自身的共振频率,采用更换加厚甩刀和在花键套与主轴的连接处加设橡胶垫圈的方法,可降低切割装置的振动,保证割茬高度的稳定,研究结果可为果园割草机垄面切割装置减振措施的研究提供数据基础和新思路。     

拖拉机驾驶室振动仿真与优化

以某四柱驾驶室为研究对象,首先建立了该驾驶室白车身有限元模型,对其进行了模态分析,并和试验结果进行对比,验证了白车身模型精度。在白车身基础上建立驾驶室带内饰仿真模型,通过基于模态的强迫响应分析,得到拖拉机左脚地板和座椅支架两个点的振动加速度响应,和试验结果进了对比分析。最后对驾驶室地板进行了优化,座椅支架垂向振动加速度最大峰值下降了47.4%,垂向振动总值降幅为12.3%。     

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。     

垂直轴风力机塔柱结构的分析及优化

为了避免风力机系统的共振而导致的系统损坏和噪声污染,通过系统动力特性分析和动力学响应计算分析,得到了风力机塔柱的低阶固有频率和谐响应的数据,以及风轮和塔柱之间的动态关系与整个系统的动态特性,为结构动态设计以及优化提供科学依据.首先确定对风力机塔柱系统结构动态性能影响最大的模态频率,提取该阶模态频率作为动态优化的目标,最后分析塔柱结构与风轮之间的动态干扰.结果表明：原设计在风轮以设计额定转速160 r/min运行时,其产生的简谐荷载对风力机塔柱具有十分严重的破坏性,通过增加主轴钢管的壁厚并提高其刚度等优化工作,经计算证明,在激振力不变的情况下,第一阶固有频率得到提高,塔柱的各阶固有频率下的最大位移大幅减小,优化效果明显,达到结构动力设计的目的.     

汽车变速箱输入轴有限元仿真分析

变速箱输入轴将发动机提供的转矩和转速传递给变速箱,其强度和动态特性极大地影响了发动机动力传输的高效性、平稳性。运用ANSYS Workbench对输入轴进行强度分析、模态分析和谐响应分析,由强度分析结果可得出额定工况下输入轴强度满足要求,由模态分析结果可知轴的模态发生的部位和固有频率的大小,由谐响应分析结果可得出引起输入轴共振的模态。     

大型核桃树振动响应特性与落果试验研究

为确定大型核桃树的振动响应特性,探究大型果树机械化摇振采收方法,以南疆大型核桃树为研究对象,利用ANSYS进行有限元分析获取各分枝振动响应特性;应用自主研发摇振收获设备进行扫频试验及落果试验研究,对各主枝进行共振频率检测,通过各分枝上的传感器获取的频率-加速度幅值曲线,确定曲线峰值对应的共振频率;最后,进行摇振落果试验,对比各主枝在不同共振频率下的落果情况。结果表明：大型果树同一主枝及其上侧枝共振频率相同,各主枝共振频率在22～26 Hz之间;同一主枝上的各检测点加速度响应曲线整体呈现先增加后减小的趋势,距离激振位置越远,加速度响应幅值越大;在共振条件下收获,能够获得更高的落果率。为此,提出一种基于大型核桃树主枝共振频率的摇振采收方法,通过获取主枝处的共振频率,以各主枝共振频率进行多次摇振收获作业,实现共振条件下以较低激振能量获得最大振动响应收获,可有效提高收获效率和采净率。研究结果可为大型果树摇振采收方法提供理论基础。     

垂直轴风力机塔柱结构的分析及优化

为了避免风力机系统的共振而导致的系统损坏和噪声污染,通过系统动力特性分析和动力学响应计算分析,得到了风力机塔柱的低阶固有频率和谐响应的数据,以及风轮和塔柱之间的动态关系与整个系统的动态特性,为结构动态设计以及优化提供科学依据.首先确定对风力机塔柱系统结构动态性能影响最大的模态频率,提取该阶模态频率作为动态优化的目标,最后分析塔柱结构与风轮之间的动态干扰.结果表明：原设计在风轮以设计额定转速160 r/min运行时,其产生的简谐荷载对风力机塔柱具有十分严重的破坏性,通过增加主轴钢管的壁厚并提高其刚度等优化工作,经计算证明,在激振力不变的情况下,第一阶固有频率得到提高,塔柱的各阶固有频率下的最大位移大幅减小,优化效果明显,达到结构动力设计的目的.     

蓝莓采摘实验台的设计与试验研究

为了研究蓝莓植株采摘振动特性、研制出参数合理的蓝莓采摘机,设计了一种蓝莓采摘实验台,采摘装置、行走装置、龙门框架、导轨和基架组成。同时,研究了实验台设计参数对蓝莓植株振动响应的影响,对比分析可知:蓝莓植株的振动输出响应与指排拍打频率、指排拍打幅度成正比,与采摘机行走速度成反比。进行了蓝莓采摘试验研究,结果表明:满足采摘条件的最佳拍打频率为2r/s左右,采摘机的最佳行走速度为1m/s左右,指排的最佳拍打角度为60°左右。该研究可为蓝莓采摘机的设计及蓝莓的振动特性研究提供参考。     

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。