悬挂式割草机折叠机构优化与液压仿形系统研究

为了增强割草机在复杂地形条件下的作业能力,开展了割草机折叠机构优化与液压仿形系统研究,使折叠机构具备±30°的摆动范围,液压仿形系统可顺利通过250mm的凸起路面。通过对折叠机构不同工况的姿态分析以及运动学、有限元分析,试制出适用于幅宽3.2m割草机的折叠机构,通过野外试验验证了折叠机构具备±30°的摆动范围。研制液压仿形系统,解决折叠机构刚性连接的问题,通过ADAMS-AMESim联合仿真技术验证液压仿形方案的可行性,结果表明液压仿形系统通过250mm波形路面过程中,蓄能器气囊体积变化范围为0.4～0.7L,切割器接地压力变化范围为1700～2500N。将试制的仿形系统搭载在折叠机构上,在安徽省芜湖市三山区进行田间试验,结果表明：样机能顺利完成割草机折叠动作,满足各种工况下的力学和强度要求;切割器具备了±30°以内的摆动范围;搭载仿形系统的试验样机可以顺利通过250mm高度的波形凸起路面,提高了割草机在丘陵山区作业的地形适应能力,可为悬挂式割草机折叠机构的设计、割草机接地仿形技术提供参考。     

基于Solidworks的复合式小麦匀播机的结构设计

根据小麦播种的特点,提出一种复合式小麦匀播的新型结构机械。对匀播机进行了虚拟设计,应用Solidworks对匀播机进行模块化虚拟建模,包括悬挂机构、旋耕机构、施肥机构、播种机构、匀播机构、镇压机构和松土装置;通过虚拟样机的设计,使得样机的研发节省了时间,降低了成本。样机的田间试验结果表明:该设备具有结构简单、工作可靠、维护方便的特点。     

双圆盘割草机切割器虚拟样机设计与试验

应用SolidWorks的参数化设计功能建立9YG-130型双圆盘割草机切割器各零部件三维实体模型,通过约束装配完成虚拟样机设计,将模型导入动力学分析软件ADAMS后进行运动仿真,得到了切割机构在前进速度2.78 m/s、刀盘转速2 000 r/min时刀片顶点的运行轨迹,根据运动轨迹可计算其重割面积。对模型进行四因素三水平虚拟正交试验,采用Design-Expect 8.0软件进行方差分析,结果表明,最佳取值为vg=57.01 m/s,vj=2.76 m/s,h=34.06 mm,m=3时割草机的重割率得到有效降低。通过实际样机试验结果验证了该设计满足割草机对草业技术的要求,提高了设计效率和准确性。     

移栽机自动升降底盘设计与试验研究

针对旱地移栽机插深一致的需要,设计了一种基于双四杆机构的移栽机自动升降仿形底盘,包括底盘机架、导向轮、驱动轮、仿形机构、升降机构和液压控制回路等。对双四杆底盘升降机构进行理论分析,建立了底盘升降高度与液压缸伸缩量之间的数学模型。用Solid Works建立了该移栽机升降底盘的虚拟样机模型,并将虚拟样机模型导入ADAMS中,基于ADAMS/Hydraulics建立了移栽机自动升降底盘的机液联合仿真模型,进行机液联合仿真分析,得到了底盘高度、液压缸受力等相关参数变化。仿真结果验证了理论分析了的正确性,表明所设计的底盘升降机构和液压回路能够满足工作需求。以自制的2ZXW-2型穴盘苗自动移栽机为试验对象,以底盘和垄面间距稳定性及钵苗栽植深度均匀性作为评价指标,对样机仿形作业性能进行试验研究。试验结果表明:作业中底盘和垄面的间距能够基本保持稳定,钵苗栽植深度合格率为98%,栽植深度变异系数0.036,自动升降仿形底盘满足设计要求,很好地保证了钵苗栽植深度的均匀性。     

高地隙自走式喷杆喷雾机的设计与试验

针对小麦、棉花等农作物田间喷药作业的需求,设计一种高地隙自走式喷杆喷雾机。对整车机架、喷杆升降机构、轮距调节机构、转向机构、喷杆、液压行走系统、喷雾水路系统等关键零部件和系统进行了研究和设计,并制作出样机。通过样机试验验证整机设计方案及功能、性能等,试验测得最大行驶速度为32 km/h、最大爬坡度>20%,最大侧翻稳定角度为18.1°,喷雾量变异系数为6.3%。试验表明,样机的各项功能和操作等满足设计要求。该样机的设计和试验为高地隙自走式喷杆喷雾机的相关研究和设计奠定了基础。     

行星摆线针轮减速机构的动力学虚拟仿真

以UG、ADAMS等三维造型及运动学、动力学分析软件为平台，利用虚拟设计技术建立了行星摆线针轮减速机构的动力学虚拟样机模型。探讨了行星摆线针轮减速机物理约束机制的实现方法，建立了虚拟样机系统的力学模型，验证了样机的动态干涉情况，并对摆线针轮减速机构进行了动力学仿真分析，最后还进行了柱销与输出轴作用力的虚拟实验分析。仿真分析结果表明，提出的摆线针轮减速机虚拟样机建模正确，有较好的可靠性和实用价值。     

基于虚拟样机的果园升降平台仿真分析

果园升降平台经过半个多世纪的发展,自动化程度日渐提高,但在坡地作业实现平台的自动调平依旧是一大难题。为提高平台作业性能,在Pro/E中建立了果园升降平台三维模型,并导入ADAMS中,通过添加约束和驱动,利用虚拟样机模型测试升降油缸的受力并优化升降油缸的安装位置,分析了作业平台运动过程偏移角的变化。同时,利用AMESim对升降平台液压系统进行仿真,分析自动调平系统的可行性,为果园升降平台的设计提供了理论支持。     

地轮中置式高机动性宽幅农具机架平台研究

针对大型宽幅农机具运输和田间转移困难,现有形式复杂或操作不便等问题,研究一种高机动性宽幅农具机架平台。平台采用中置式作业与运输兼用型地轮技术方案,配套动力离合、液压同步升降、机械锁定、车轮方向变换、传动比调节等附属机构,实现横向悬挂作业与侧向牵引运输状态方便快捷的转换。通过理论分析结合数字样机虚拟仿真,确定了变形及液压加力等核心机构的参数,并对比了与常规地轮前置机架的耕深控制特性,地轮与作业部件安装位置与距离所产生的仿形超前或滞后问题得到明显改善。为检验研究成果,以平台为载体设计了高机动性24行大豆密植平播机,并进行了工程结构分析与优化。样机试验表明,作业效果良好,平台各项指标满足设计要求,作业与运输状态转换单人操作用时小于8 min,运输过程安全、稳定。     

小型自走式割草机仿形装置仿真分析与试验

为解决山地丘陵地区苜蓿收获难题,对集成了滑掌、浮动弹簧、连杆臂和提升液压缸的小型自走式割草机联合仿形装置进行了理论分析。建立仿形装置虚拟样机模型,利用模型进行四因素三水平正交试验,通过回归分析和规划求解对最优参数组合进行预测,得出在山区地势较恶劣的起伏路面上工作时,仿形装置最佳设计和工作参数为:滑掌长度188 mm,割台倾角4.06°,拉力重力比0.85,前进速度2 m/s。利用优化试制后的割草机进行田间试验,验证了仿真试验和回归预测模型的有效性。与优化前的样机相比,在同等条件下,割茬高度降低了7%,工作速度提高了75%。     

某装备吊装装置运动学及动力学分析研究

利用虚拟样机技术进行开发是产品现代设计方法之一,其重点是建立开发系统的计算机虚拟样机模型。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),建立和测试了某装备吊装装置的虚拟样机,仿真分析了该机械系统的运动学性能和动力学性能,计算出整个机构运动过程中各构件的各种力和载荷参数,为吊装装置在各种姿态下的有限元分析提供了受力数据。     

自卸车举升机构的仿真与优化设计

采用虚拟样机技术,以某一具体前推连杆式自卸车为例,在ADAMS中建立了该车辆的举升机构虚拟样机模型,对其进行了仿真,并对举升力、干涉角等参数进行了分析。为获得更好的举升性能,在举升机构参数化变量的基础上进行了优化仿真。仿真结果表明,在举起相同质量的货物和满足各种约束条件的情况下,液压缸的举升力比优化前降低了16%左右,另外还开发了自卸车举升机构的图形用户化界面,实现了可视化设计,以方便用户使用。     

基于行驶工况的汽车前轮定位参数仿真分析

基于悬架-转向系统的实际结构和组成构件的运动关系,建立了虚拟样机模型,分析了其模型的空间结构、约束副、输入驱动及自由度,并对前轮定位参数及侧滑量进行建模。在输入路面跳动激励下,对建立的模型进行直线行驶、左转、右转、左转固定角输入及右转固定角输入多行驶工况仿真,并动态测量前轮定位参数及侧滑量值,对其结果进行比较分析,以指导汽车悬架及车轮定位参数设计。     

基于虚拟样机技术的扭杆悬架汽车平顺性仿真

运用面向整车系统的数字化虚拟样机技术和大型机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了包括前后悬架、轮胎、转向系统及整车的多体动力学模型。用Visual Basic编制了路面生成文件，生成不同等级的随机路面。对整车进行了随机输入平顺性仿真分析，把仿真数据输入编制的平顺性仿真程序中，发现结果满足国家规定的汽车平顺性评价标准。     

基于虚拟样机技术的蛇行试验仿真分析

利用MSC.ADAMS/CAR建立了前后悬架、转向、动力等子系统的仿真模型,并组装成整车虚拟样机系统模型。通过驾驶员控制文件DCF和驾驶员控制数据文件DCD的配合使用,设置驾驶员-汽车-外界环境闭环系统的蛇行路径,最后按照国家标准对整车进行蛇行试验仿真,并对分析结果进行评价。     

基于ADAMS虚拟样机及道路友好性的悬架参数优化

为研究公路车辆对道路的破坏性,采用虚拟样机技术,基于多体系统动力学理论,建立能反应4轮随机路面时域输入的车辆系统虚拟样机,根据行使平顺性和道路友好性各自评价指标采用ADAMS软件对悬架参数进行优化,分析了悬架刚度阻尼对道路友好性的影响,通过比较优化前后的车辆对道路的动载荷,提出了有关车辆悬架设计与使用方面的有益建议。     

基于ADAMS的汽车麦弗逊式前悬架建模仿真及优化

麦弗逊式独立悬架被广泛应用在现代的乘用车里,以麦弗逊式前悬为研究对象,利用了虚拟样机软件ADAMS,在ADAMS/Car中建立麦弗逊式前悬的模型,并对其进行了仿真,然后利用ADAMS/Insight对9个硬点坐标值中对前悬定位参数有较大影响的坐标值进行了优化,并利用后处理模块ADAMS/PostProcessor得到优化后的结果,成功得到了该车辆前悬的最优选型方案。     

电动汽车悬架布置方案对操纵稳定性影响的仿真试验分析

针对某项目开发的电动汽车样车在行车试验时存在前轮侧滑量偏大引起轮胎磨损较大的问题,基于灵敏度分析对麦弗逊式前独立悬架的布置方案进行优化,在ADAMS/Car模块中建立整车虚拟样机模型,进行了整车操纵稳定性仿真试验分析,并且将优化前后整车的操纵稳定性进行对比,优化后的整车操纵稳定性有所提高。     

大功率拖拉机悬浮式前桥悬架插装式比例阀建模与设计

悬浮式前桥作为大功率轮式拖拉机的关键零部件,对衰减因路面扰动激励而产生的振动有着重要作用,而插装式比例阀为悬浮式前桥系统的振动控制过程提供了重要保障。本文设计了用于前桥悬架系统的插装式比例阀液压系统回路,并对工作机理进行了分析,建立了非线性数学模型,明确了设计部件与悬架性能之间的内在关联,通过部件参数的设计优化,可实现多种模式的前桥悬架阻尼调节。为降低设计参数的不确定性及设计方案的重复性,采用田口设计方法,选择蓄能器状态、节流阀孔径等因素作为设计因子,以阶跃和正弦激励作为噪声因子,设计了6因子混合水平的田口实验方案,并对设计方案进行信噪比和均值的方差分析。结合AMEsim仿真模型对设计方案进行验证分析,得到基于悬架输出力、簧载质量振动加速度评价指标的最优配置设计,并对其设计方案进行动态特性分析。结果表明：当负载阶跃变化时,约2s内,液压油缸两腔压力可调整至平衡位置;当路面阶跃激励时,插装式比例阀可快速响应,调整时间小于0.5s,系统可达到稳定状态,满足大功率轮式拖拉机前桥悬架运输作业工况下的减振需求。