基于ANSYS Workbench的牛头刨床机构刚柔耦合动力学仿真分析

应用ANSYS Workbench软件中的Transient Structural模块对牛头刨床机构进行了刚柔耦合动力学分析,得到了将导杆和连杆作为柔性体的刨床机构的运动特征曲线和切削阻力作用下的导杆与连杆的最大应力随时间变化的曲线.这种方法实现了在同一软件平台中进行刚柔耦合机械系统的运动学分析和动力学分析.     

基于ANSYS Workbench的自走式农机底盘的优化设计

针对丘陵山区地块面积小、农机底盘作业转向难的问题,设计了转向灵活、转弯半径小的摆转转向底盘。底盘由转向装置、浮动装置、液压系统、发动机,前桥、后桥、控制系统、PTO输出等组成,采用水冷系统以及CVT无级变速的汽油发动机与液压系统结合,实现底盘的动力匹配;通过ANSYS Workbench构建摆转转向底盘前桥、后桥、整体机构的力学模型,分析各机构不同状态下的变形参数的变化趋势,并对底盘机构易于损坏的部位进行优化。结果表明：前桥转向机构附近的配件对前桥的变形影响较大,采用5 mm厚度方钢的前桥结构变形量为0.85 mm,优化后的前桥所安装的配件采用模块化分配,使用10 mm以上方钢加工制作,保证前桥变形量稳定控制在0.3~1.0 mm;优化后的底盘后桥最大等效应力为14 MPa,变形量为0.25 mm,分别较优化前降低了33.33%和28.57%,机架的结构稳定性得到改善。通过压力测试仪器对实物平台的测试,底盘在行驶过程中的压力变化曲线平稳,启动和停止阶段所受的压力在可控制的范围内;底盘的行驶直线度、偏驶率均低于1%,且不受底盘载重的影响。     

基于ANSYS Workbench的打捆机卷压滚筒模态分析

为分析打捆机卷压滚筒的振动特性,利用Solid Works建立卷压滚筒的几何模型,并利用ANSYS Workbench的有限元分析功能对卷压滚筒装配体进行了模态分析。得到了其前6阶固有频率与振型,通过对仿真结果的分析,得出临界转速。由于卷压滚筒在工作时的转速远低于临界转速,该设计可满足实际工作的需求。     

基于ANSYS Workbench的微耕机用旋耕弯刀有限元分析

运用Pro/E软件建立微耕机用旋耕弯刀三维模型,基于ANSYS Workbench对旋耕弯刀进行有限元分析,提取旋耕弯刀最大总变形、最大弹塑性应变、最大应力和疲劳寿命等特征参数值,获得弯折角和工作幅宽与特征参数关系曲线,并对特征参数值进行综合评价和相关性分析.结果表明:旋耕弯刀最大弹塑性应变、最大应力和最小疲劳寿命的位置与旋耕弯刀实际工作时的断裂位置一致;当旋耕弯刀工作幅宽为40 mm,弯折角在115°到125°范围内时,弯折角与旋耕弯刀力学性能之间的相关性高度显著;当旋耕弯刀弯折角为120°,工作幅宽在35到45mm范围内时,工作幅宽与旋耕弯刀力学性能之间的相关性不显著.     

基于ANSYS Workbench均匀受压简支板加筋的优化布置

以箱型截面的受压翼缘板作为研究对象,将其简化为四边简支的加筋薄板,利用ANSYS Workbench软件对四边简支板进行数值仿真,并利用其特有的专业优化模块Design Xplorer对横隔板、纵加筋进行合理布局,为大型箱型梁上翼缘板加筋布置提供有效依据。     

基于ANSYS Workbench小麦脱粒机离心风机叶轮有限元分析

离心风机在农业生产中有着广泛的应用,叶轮是风机的主要部件之一,对风机性能有很大影响。本研究以小麦脱粒机离心风机的叶轮为研究对象,应用Creo建立风机叶轮的三维模型,并将模型以IGS格式导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中,对其进行静力学分析和模态分析。通过静力学分析,得到叶轮工作时的等效应力与应变云图:最大应力出现在轮盘轴孔台肩周围和叶片内侧与叶轮连接处,最大值为204.2 MPa,小于材料屈服强度420 MPa;通过模态分析,得到前八阶模态的振频和振型:叶轮的干扰频率21.82 Hz远小于前八阶模态的振频;根据分析结果,验证了叶轮工作的安全性。利用Creo和ANSYS Workbench的联合进行有限元分析,不仅缩短了静力学分析和模态分析所需的时间,而且提高了结果的准确性,为优化设计提供了理论依据。     

基于ANSYS Workbench的齿梳拨刀式油茶果采摘机拨果及花苞损伤仿真研究

油茶果机械采摘中花苞损伤已成为行业亟待解决的问题。文章在ANSYS Workbench里建立了拨刀装置和油茶果及油茶花苞相互作用的三维模型,仿真分析了拨刀装置与油茶果及油茶花苞的相互作用情况,旨在揭示齿梳拨刀式油茶果机械采摘中花苞损伤机理,获得采摘中较优的拨刀参数。通过仿真分析,得到油茶果脱落的临界条件为拨刀初速度5 m·s~(-1)、加速度2 m·s~(-2),而油茶花苞脱落的临界条件为拨刀初速度3 m·s~(-1)、加速度2 m·s~(-2)。其次分析在不同初速度和加速度状态下拨刀装置对油茶花苞的损伤情况,油茶花苞受拨刀击打后的最大等效应力和应变随加速度的增加呈略微减小的趋势,油茶花苞X方向的最大应变随加速度的增加呈略微增加的趋势,Y、Z两个方向的最大应变随加速度的增加呈略微减小的趋势。当拨刀厚度变为原来的1.5倍、2.0倍、2.5倍和3.0倍时,油茶果脱落的临界拨刀初速度分别为3.4、2.5、2.0和1.7 m·s~(-1);油茶果脱落的临界加速度分别为1.3、1.0、0.8和0.7 m·s~(-2)。仿真结果表明,随着拨刀厚度增加,油茶果脱落的临界速度和加速度降低,实用性增强。     

基于ANSYS Workbench的复合式发酵塔装置重要零部件有限元分析

以复合式发酵(好氧厌氧结合)塔装置为研究对象,通过Solidworks建立复合式发酵塔三维实体模型,并对复合式发酵塔进行了简化。利用ANSYS Workbench有限元分析软件识别结合面特征,建立复合式发酵塔装置重要零部件的有限元模型。通过理论计算与有限元分析的结合,分析得出螺旋杆轴受力较小,叶片受力大,叶片两端受力最大,隔板右上端面厚度太小以至于承受不住物料的压力。     

基于ANSYS的生物质成型机模具的仿真分析

针对生物质成型机模具磨损过快、寿命短、成本高、更换频率过快等缺点,通过对几种不同入口锥度的活动模具进行建模、静力学分析,比较不同入口锥度活动模具节点位移云图和应力、应变云图,选出最合适的入口锥度,优化模具结构。对挤压过程进行有限元分析,揭示成型过程中应力、应变等变化过程,为生物质成型机模具设计提供理论基础。     

应用ANSYS Workbench对大断面集成材压机机架的优化设计

利用ANSYS Workbench有限元分析软件对大断面集成材压机机架的单个框架进行了静力学分析,以其质量与强度指标为目标,采用ANSYS Gold Driven Optimization模块进行优化设计,旨在研究框架工作过程中的应力、应变分布状态,降低框架生产成本。研究结果表明:优化前,框架存在局部应力集中现象,但最大应力为156.2 MPa,明显小于框架的许用应力196 MPa,强度富余,有进一步优化的空间;水平和垂直方向的最大位移值分别为0.31、0.08mm,刚度可靠。优化后,框架的最大等效应力与最大位移分别为179.8 MPa与0.44 mm,保证框架强度与刚度的前提下,框架的质量降低了26.3%,可显著降低生产成本。     

基于ANSYS的自卸车举升机构瞬态动力学仿真分析

应用ANSYS Workbench软件中的Transient Structural模块对自卸车举升机构进行了瞬态动力学仿真分析,得到了三角臂在工作过程中的受力情况以及最大应力随时间变化的情况。这种方法实现了在同一界面展现出整个机械机构的运动情况以及其中关键部件的应力分布和变化情况。     

基于ANSYS的农用运输车辆横向碰撞仿真研究

该文应用有限元理论,利用ANSYS/LS-DYNA软件,对农用运输车辆车门承受横向碰撞时进行数值仿真计算,对碰撞过程中的碰撞规律进行了摸索,探讨了车辆车门结构优化方法与改进措施,介绍了车辆安装加强板后的碰撞安全特征,证明了农用运输车辆车门结构优化的可行性与实用性.     

基于ANSYS/LS-DYNA的果树剪枝动力学仿真分析

为了更好地研究果树剪枝机理,应用Pro/E软件对剪枝剪进行建模,利用接口将建立的模型导入ANSYS进行网络划分.在ANSYS/LS-DYNA环境下,建立了果树剪技有限元模型,对果树剪枝进行了动力学仿真.通过动力学仿真研究果树剪枝过程中的受力分析表明,当树枝直径为30mm时,刀片组最大应力为218.67 MPa,发生在定刀片刀刃附近.所得结论为改进果树剪枝剪结构、改善其受力状况和工作性能、延长使用寿命提供了依据.     

基于ANSYS/LS-DYNA的地锚吃入地层仿真研究

地锚是稠油热采井实施预应力固井技术的必备工具,研究地锚能否顺利吃入井壁、吃入难易程度以及最佳吃入角度对于地层锚固意义重大。选用Φ244mm地锚作为研究对象,利用ANSYS/LS-DYNA软件分析了地层应力分布,认识到井眼内壁等效应力最大,且随径向方向从内到外等效应力逐渐减小;模拟了不同锚爪吃入角度条件下的地层锚固情况,并通过LS-Prepost后处理软件对结果进行了分析,当吃入角为36~42°之间时最有利于锚爪吃入地层。该研究结论对于地锚结构设计和现场施工具有重要的实际意义。     

基于ANSYS/LS-DYNA的滚刀式甜高粱切割器动力学仿真

甜高粱茎秆切割装置的研究,对于提高其割茬整齐度和糖份利用率均有重要意义。通过分析滚刀式切割器切割原理,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立甜高粱茎秆切割装置有限元模型,模态分析结果显示,刀片的固有频率为1 908.7 Hz,能够避免滚刀高速旋转情况下动刀片共振情况的发生。研究甜高粱切割过程中刀片的受力情况与动刀片参数的关系,以整机前进速度、刀片安装角度和滚刀转速为3个因素,以切割力为试验指标,利用正交试验的方法,得出当刀片切割力最小时,刀片安装角度为140°,滚刀转速为1 400 r/min,整机前进速度为4 km/h,为甜高粱茎秆切割装置的研究提供依据。     

基于ANSYS/LS-DYNA的果枝修剪过程仿真与试验研究

【目的】深入研究果枝修剪过程特性及切割机理,为优化修剪机具核心剪切部件、提高电动修剪机切割性能提供参考。【方法】以‘石硖’品种龙眼树枝为试验对象,采用ANSYS/LS-DYNA对树枝切割过程进行有限元仿真,搭建树枝切割试验平台进行切割试验,验证仿真模型的准确性,使用高速摄像机观察树枝切割过程,分析动刀片、树枝、定刀在切割过程中的应力分布及切割机理,确定最大等效应力出现的区域。【结果】实际试验与仿真试验的切割过程都可分为5个阶段：挤压阶段、切入剪切阶段、稳定剪切阶段、剪断阶段、树枝振动阶段,实际切割力略大于仿真值,切割10、15和20 mm直径树枝刀具峰值切割力实际值与仿真值最大相对误差为7.8%,平均相对误差为7.0%,试验和仿真切割力曲线趋势大致相同。切割过程中动刀片、树枝和定刀最大等效应力出现在刀刃、树枝和定刀切口附近,动刀片、定刀最大等效应力均小于刀具材料屈服极限,刀具不会发生失效。【结论】该有限元模型与实际情况基本符合,对修剪机具的设计和改进具有一定的参考价值。     

基于ADAMS旋耕刀工作参数优化及ANSYS仿真分析

为达到旋耕刀最佳工作状态,并对该状态下旋耕刀进行设计及校核验证,以复式作业机械为平台,对旋耕刀尺寸参数进行设计,确定旋耕刀外形尺寸参数为弯刀R240。采用UG三维软件结合设计尺寸参数建立旋耕刀三维模型,将模型导入ADAMS仿真软件进行运动学分析,得到旋耕刀最佳转速为ω=5 r/s,机组最佳前进速度为V=1.537 8 m/s。根据旋耕刀工作参数计算出旋耕刀工作载荷F=448.56 N,采用ANSYS软件在工作载荷的作用下分析校核旋耕刀。结果表明,刀尖变形量最大,为0.249 mm,刀柄所受的应力最大,为48.65 MPa,远小于许用应力300 MPa,满足工作要求。本研究为复式作业机械的旋耕部件改进设计提供了参考依据。     

玉米挤压特性与ANSYS仿真分析

玉米的挤压力学特性决定着玉米含水率检测装置的精度设计,为了合理设计检测装置碾压双辊的结构以及匹配含水率检测工艺,有必要对玉米进行挤压力学特性试验研究。以冀单20号玉米为样品,运用万能试验机进行了整粒压缩试验,以考察其抗压强度、弹性模量和变形能的变化;基于三维尺寸建立玉米仿真力学模型,应用ANSYS模拟试验施加载荷获得玉米整粒挤压受力云图。试验结果表明,湿基含水率为15.5%的玉米,其抗压强度平均值为1.74 MPa,弹性模量平均值为27.69 MPa,变形能平均值为92.18 N·mm,运用SPSS软件对挤压力值与变形能进行曲线回归拟合,得知其呈三次多项式关系。将试验结果与仿真结果进行对比,两者破裂位置与方向一致,误差在1.72%以内,表明仿真模型能有效模拟玉米受力变形。ANSYS仿真分析为研究玉米干燥装置设计提供了基础模型。