免耕播种机缺口圆盘刀有限元静强度分析

采用ANSYS软件对免耕播种机缺口圆盘刀进行了有限元静强度分析.通过定义单元类型、材料属性,对圆盘刀进行了网格划分,从而生成了圆盘刀的有限元模型,载荷为切割作物秸秆的切割阻力以及切破地表、挤开土壤的切土阻力.通过求解圆盘刀的有限元模型,得到刀片的应力分布图,为缺口圆盘刀的设计和优化提供了理论依据.     

异速圆盘动态支撑式玉米秸秆粉碎装置设计与试验

针对玉米秸秆粉碎过程中秸秆力学和能耗变化规律不明确,限制秸秆粉碎还田质量提升,不利于秸秆还田技术在东北黑土区推广应用的问题,本文基于异速圆盘动态支撑式玉米秸秆粉碎装置和秸秆受力状态,将玉米秸秆粉碎全过程分为秸秆捡拾阶段、秸秆升举输送阶段和入侵粉碎阶段,建立秸秆各阶段受力数学模型,确定其关键影响参数及范围。以捡拾粉碎刀转速、对数螺线支撑圆盘刀滑切角和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为试验因素,选取秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量为试验指标,应用有限元分析方法研究试验因素对试验指标的影响规律。结果表明,捡拾粉碎刀转速为1950 r/min、对数螺线支撑圆盘刀滑切角为40°和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为0.5时,秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量分别为101.71 N、1049.42W和0.032N·s。田间验证试验结果表明,滑切切割功耗为1150.43W,与模型预测值误差为9.63%,秸秆粉碎长度合格率为93.34%,满足行业标准要求。     

免耕播种机切茬导草组合式草土分离装置设计与试验

针对玉米免耕播种机在麦茬地作业时机具通过困难、苗带草土混杂、作业质量差等问题,提出驱动切茬和被动导草联合作业的技术思路,设计了一种切茬导草组合式草土分离装置,实现了秸秆及杂草的切割拨抛和引导分流。对凹面缺口圆盘刀和导草板等关键部件与秸秆及杂草间的相互作用规律进行理论分析,确定了关键影响因素及其取值范围;运用CFD仿真技术确定了导草板的最优参数;借助EDEM离散元仿真技术建立了草土分离装置-土壤-秸秆相互作用的仿真模型,确定凹面缺口圆盘刀的最优结构参数组合;通过田间试验对该装置的作业性能进行了验证。研究结果表明:影响切茬导草组合式草土分离装置作业性能的主要结构参数为凹面缺口圆盘刀刀盘入土深度、刀齿高度和刀盘偏角。当刀盘入土深度为73. 63 mm、刀齿高度为69. 70 mm、刀盘偏角为23. 41°时,该装置机具通过性良好,且作业性能稳定,苗带秸秆清除率和土壤扰动量平均值分别为90. 16%和20. 85%,符合玉米免耕播种作业农艺和技术要求。     

纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置设计与试验

针对马铃薯种薯切块机械化程度低的问题,设计了一种纵横刀组协同式马铃薯种薯切块装置,对其关键部件进行设计,通过对马铃薯种薯切割过程的力学分析、运动学分析和能量学分析,建立了切种能量的数学模型,确定了影响马铃薯切种效果的主要因素。以切种效率、切种合格率为评价指标,以圆盘刀半径、输送辊与圆盘刀垂直中心距、圆盘刀轴转速和夹持辊轴转速为试验因素,进行了四因素四水平正交试验。对正交试验结果进行方差和极差分析,结果表明:当圆盘刀半径为180 mm、输送辊与圆盘刀垂直中心距为190 mm、圆盘刀轴转速为115 r/min、夹持辊轴转速为56 r/min时,切种效率为74.5 kg/min,切种合格率为98.8%,满足马铃薯切种作业要求。     

基于Abaqus的缺口圆盘刀开沟作业有限元仿真及分析

为分析免耕播种机破茬开沟部件开沟作业时圆盘刀与土壤之间的相互作用情况,在Abaqus有限元分析软件中建立了圆盘刀——土壤侵彻的三维动态有限元模型,在Explicit动态显示模块下进行仿真试验分析。搭建了基于室内土槽的圆盘刀牵引平台,通过土槽试验对有限元模型的正确性、有效性进行验证,结果表明:该有限元模型能准确模拟圆盘刀在土壤上进行开肥沟作业的过程。选取机组前进速度、圆盘刀入土深度和圆盘刀刀面与前进方向之间偏角等作为试验因素进行基于上述有限元仿真的正交试验,得到各因素及其一阶交互作用对模型中肥沟深度和宽度的影响规律。同时得到:在机组前进速度为1.67 m/s、圆盘刀入土深度为12cm、圆盘刀面偏角为6°时,破茬开沟部件所开肥沟质量最佳。     

锯齿形双圆盘切割器切割原理分析与仿真

以锯齿形双圆盘切割器作为研究对象,分析研究了圆盘刀滑动切割的工作原理,建立了影响切割效率的参数模型,从切割稳定性和效率角度,确定了合理的线性切割角度范围;仿真分析了圆盘刀切割运动轨迹变化规律,给出圆盘式切割器的合理转动速度;同时,对圆盘刀进行了模态分析,明确了圆盘刀的固有频率和各阶模态,为实际工作避开扭转振动状态提供设计依据。研究结果表明,保证了锯齿形双圆盘切割器设计的合理性和可靠性,解决了甜高粱果穗和茎秆的高效切割技术问题,为高秆植株作物茎穗联合收获技术研究提供参考依据。     

被动式倾斜波纹圆盘破茬刀工作性能试验

以被动式倾斜波纹圆盘刀为研究对象,运用速度瞬心法得出播种机前进速度和切茬深度是切茬速度的主要影响因素。考察了播种机前进速度和配重对圆盘刀工作性能主要指标(切茬深度和牵引阻力)的影响。两指标两因素正交田间试验结果表明,切茬深度和牵引阻力均随两因素增加而增大,配重是影响切茬深度的主要因素;当配重达到一定值时,播种机前进速度对切茬深度的影响比对牵引阻力的影响显著。     

垄上灭茬刀优化设计与试验

针对灭茬刀耕作阻力大、磨损严重等问题,优化设计了灭茬刀及刀辊。通过理论分析,得到影响灭茬刀耕作阻力和损伤情况的因素为灭茬刀正切刃滑切角、侧切刃滑切角和弯折角,并确定灭茬刀作业状态稳定时正切刃滑切角的取值范围为0°～16°,侧切刃滑切角的取值范围为47°～68°,弯折角的取值范围为90°～130°。在有限元软件ABAQUS中对土壤建立Drucker-Prager本构模型,并进行了灭茬刀切割土壤的运动学仿真试验,设计为三因素三水平正交试验。结果表明:影响灭茬刀作业过程中应力和应变变化的主次因素为侧切刃滑切角、弯折角、正切刃滑切角,当正切刃滑切角16°、侧切刃滑切角68°、弯折角110°时,灭茬刀的应力和应变较优,且方差分析得到各因素对应力和应变的影响均显著。田间试验结果表明:优化设计的灭茬刀较行业标准灭茬率提高9.57%,碎土率提高6.6%,灭茬深度稳定性系数提高4.2%,灭茬刀作业效果优良。     

胡萝卜收获机根茎分离装置设计与试验

为了提高胡萝卜收获机的作业质量,在统计分析主要胡萝卜品种物理特性参数的基础上,设计了一种由平板式齐平器、水平夹持输送机构、双圆盘式切秧机构和上水平夹持输送机构等组成的根茎分离装置。利用解析作图法对双圆盘式切秧机构进行受力和运动分析,得出了茎秆顺利切割满足的力学关系;结合作业速度分析,确定了圆盘刀的转速范围为312~325 r/min;以胡萝卜收获农艺要求及低能耗为目标,通过理论计算得出了圆盘刀的各关键结构和工作参数。设计了两种结构形式的圆盘刀,选取切净率和肉质根损伤率为试验指标,进行对比田间试验,结果表明:在转速315 r/min时,刃角型普通圆盘刀与锯齿状圆盘刀根茎分离效果近似,切秧率均超过90%,肉质根损伤率低于2%。考虑经济性,采用刃角型普通圆盘刀加装根茎分离装置,进行了整机田间试验,结果表明:在机器前进速度1.34 m/s时,胡萝卜收净率98.3%、切秧率90.6%、肉质根损伤率1.8%、总损失率3.5%,符合胡萝卜收获的技术指标要求。     

大蒜联合收获机按压式切根装置设计与试验

针对大蒜联合收获作业过程中根系切净率低与损伤率高的问题,设计了一种按压式切根装置,阐述了其主要结构与工作机理。通过理论计算确定了夹持输送与切割机构作业参数,构建大蒜夹持运动方程和拨轮组动力、变形及切割力学模型。以链轮、拨轮和圆盘刀转速为试验因素,伤蒜率和切净率为试验指标,利用Design-Expert 8.0.5软件进行回归与响应面分析,构建三元二次回归模型,得到各因素对指标值的影响顺序。结果表明,当链轮、拨轮和圆盘刀转速为107、52、197 r/min时,装置性能最优,伤蒜率和切净率分别为0.63%和97.07%。对比鳞茎顶端定位“浮动切根装置”的最优参数组合,结果表明,所提出的装置伤蒜率降低2.15个百分点,切净率提高3.9个百分点。对优化因素进行试验验证,验证与优化结果基本一致,满足大蒜机械化收获高效切根作业要求。     

预紧扁挤压筒内孔变形分析和修模新技术

提出了“CAE-数据处理-变形曲线拟合-CAM-检验精度”的修模流程;针对其中的关健技术,应用ANSYS有限元分析软件,建立了3层套预紧扁挤压筒的有限元模型,并对其进行了数值模拟;研究了内腔位移分布情况和内孔变形规律,并分段对内孔位移做了多项式曲线拟合;对缝隙度Km对内孔长短轴变形的影响作了分析,拟合出一定条件下内孔位移与Km的多项式插值函数关系式,得出Km的取值范围。为扁挤压筒修模、装配和结构优化、提高精度和效率提供了依据。     

半挂式散装水泥运输车有限元分析

随着经济的迅速发展,国内对散装物料运输车的需求越来越大。本文以使用最为广泛的有限元分析软件ANSYS为分析平台,在ANSYS软件中建立半挂式散装水泥车的几何模型和有限元模型,并对半挂车进行有限元分析。     

多种农机入土部件磨损性能试验机设计

为了评价农机入土部件材料的耐磨性能,设计了一台磨损性能试验机,通过整体结构和关键部件设计实现了不同材质的旋耕刀/圆盘耙和犁铧部件在特定磨料条件下进行耐磨性能测试试验。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对犁铧磨损试验系统的旋转十字架进行静力学分析,根据实际工况添加载荷和约束,分析得到旋转十字架的总变形和应力分布云图,验证了设计的合理性。基于Dyna Test Expert动态试验软件的测控系统实现试验转速、时长等参数的设置,试验结果的存储。     

货车驾驶室结构有限元模型的动力修改

应用CATIA软件建立了轻型货车驾驶室的三维CAD模型,通过接口程序输入ANSYS软件中,对模型进行适当的修改,以进行模型的离散化。对模型的材料、实常数以及约束情况等进行定义后,利用ANSYS提供的求解器进行计算,可以得到模型的各阶模态参数。简要介绍了结构有限元模型的"设计参数修改法",并对驾驶室有限元模型进行了动力修改。计算和分析结果表明,利用设计参数修改后的有限元模型能够比较准确地反映结构动态特性。     

气吸式排种装置吸种孔的气流场分析——基于ANSYS

为了研究气吸式免耕播种机吸种圆盘不同孔型和不同孔径对吸种性能的影响,利用有限元分析软件ANSYS,对直孔、锥孔和倒角孔3种不同的孔型和不同孔径的气流场进行了有限元分析,获得了不同孔型气流速度的比较和气流随孔径大小而变化的规律,为吸种圆盘的设计提供了依据。     

基于ANSYS的汽车结构轻量化设计

建立了基于ANSYS的某型号半挂车车架的有限元模型,并且进行了模拟实际工况的应力计算和试验验证。从有限元分析结果出发,形成了优化设计的数学模型,通过计算提出较为合理的车架轻量化设计方案。     

基于ANSYS参数化建模的农用车车架优化设计

基于ANSYS参数化设计语言APDL建立了农用车车架的参数化有限元模型,对其进行模态分析,并用模态试验验证了有限元模型的准确性和可靠性。在此基础上,对车架结构进行了优化设计。     

复合形态深松铲耕作阻力有限元分析与试验

以复合形态深松铲为研究对象,采用ANSYS/LS-DYNA分析了深松铲在土壤耕作过程中耕深与前进速度对深松耕作阻力的影响,并以圆弧形深松铲为比较对象,分析了复合形态深松铲的减阻效果。为了验证有限元分析方法的可行性,对复合形态深松铲和圆弧形深松铲进行了室内土槽的耕作阻力验证试验。研究结果表明,通过有限元法模拟出的深松铲耕作阻力与室内土槽试验所测定的结果具有相同的变化趋势,利用有限元法可以分析深松铲的工作性能。在深松铲前进速度为4～5 km/h范围内,相对于圆弧形深松铲,用有限元法模拟复合形态深松铲的耕作阻力在耕深为300、350和400 mm时,平均减阻分别为44.07%、43.71%和33.83%。     

苹果起苗铲有限元分析与结构设计

在AIP中创建苹果起苗铲三维参数化特征模型,根据起苗铲结构、材料、载荷和受力情况等,利用内嵌于AIP的ANSYS技术模块创建了起苗铲三维有限元模型,划分了有限元网格,获得了起苗铲三维应力、变形和安全系数.根据设计要求和分析结果,将起苗铲结构改进为L形,节省了材料,降低了工作阻力,安全系数达到设计要求.通过样机起苗试验,...