一种高速插秧机悬挂机构的动力学特性分析

为了解悬挂机构动力学特性对农具使用稳定性的影响,结合动力学建模和振动试验测试两种研究方法,使用频率响应方法分析了一种应用于高速插秧机的典型平行四边形悬挂机构的振动来源和不同振动激励的影响,提出了一种理想情况下的阻尼特性,采用锤击法最终得到了其三阶振动的固有频率.结果表明:插秧机的基座激励频率主要集中在20～45、90～180 Hz之间,其中发动机对于悬挂机构的激励频率范围为26～52 Hz;悬架机构三阶振动频率中,第二阶、第三阶振动频率对其振动影响最大,其品质因子高达9 039.10、3 211.97 Hz.     

高速水稻插秧机分插机构振动特性研究

为提高高速水稻插秧机栽插性能,以其分插机构支撑臂为研究对象,对其振动特性进行研究。利用PRO/E软件建立其三维模型,并利用有限元分析软件对其受力和振动模态进行分析,得出其6阶模态分析结果。研究结果表明:通过合理设计支撑臂结构,能够使其固有频率有效避开插植臂周期激励频率和整车频率,为分插机构结构设计和转速性能提高提供理论基础。     

手扶插秧机手传振动评价及振动传递特性试验

以某手扶插秧机手柄和接振人员手臂为研究对象,采用基于振动总值的日振动暴露量的评价方法对手扶插秧机在2种不同工况下的手传振动进行了复合试验评价,计算结果显示,该手扶插秧机日振动暴露量为2.442 m/s~2,满足欧盟指令规定的要求。对人体手臂进行了振动响应分析和振动传递特性分析,结果表明,在2种工况下手扶插秧机手柄处的振动传递到手臂上时,振动呈逐渐衰减的趋势;操作手扶插秧机时,手腕对振动能量的吸收最多;手部对8～16 Hz和100 Hz附近的振动能量吸收较差,考虑到100 Hz左右的中频振动是造成雷诺氏症的主要原因,因此,100 Hz左右的中频振动应为今后插秧机扶手振动研究控制的重点。     

水稻秧盘育秧流水线机架的模态及谐响应分析

水稻工厂化机械育秧具有成本低、秧苗生长整齐等特点,由于水稻种子具有体积小、质量小等特点,育秧播种机的振动会对落种的密度和均匀度造成较大的影响。针对该问题,以某型号水稻秧盘育秧流水线机架为研究对象,建立机架的参数化模型,并对其进行模态及谐响应分析,得到机架前6阶模态振动特性以及播种机构所在节点在各个方向上的位移与频率的关系等数据。结果表明:当外界的激励频率在50~70.5、92~105 Hz范围内时,播种机构所在的节点会产生较大的位移,对落种质量产生较为严重的影响。研究结果可为水稻秧盘育秧流水线的优化设计提供理论依据。     

基于山地果园路谱的轮式运输车钢板弹簧悬架优化设计

为提高山地果园轮式运输车的运输效率和疲劳寿命,以丘陵山区典型路面不平度激励信号为振动激励,研究钢板弹簧悬架的振动特性并进行结构优化。系统以LabVIEW为上位机平台,通过数据采集卡NI 9234和加速度传感器PCB 352C33设计加速度信号采集系统,对原始加速度信号滤波处理后再进行积分和FFT变换得到位移频域图。将采集到的路面不平度激励信号导入ADAMS/VIEW中,得出山地果园轮式运输车在丘陵山区草地、山地和水泥地运行时,路面不平度激励信号在钢板弹簧悬架处作用的频率主要集中在3~10、4~9和2~7Hz,与原悬架第一阶频率5.95Hz存在重叠容易产生共振,疲劳寿命T为9.4×10~4。增加簧片数量可以提高悬架的刚性,优化后悬架第一阶频率为18.59Hz,疲劳寿命T为3.5×105,避免了与路面输入激励产生共振且疲劳寿命提高了3.7倍。     

悬挂装置参数对拖拉机振动特性的影响

为研究不同农具位置对悬挂农具拖拉机振动特性的影响,以东方红-LX754拖拉机和淮丰1LS-740深松机为研究对象,采用CATIA软件建立拖拉机和农具简化的几何模型以及MATLAB编写随机路面文件,并基于ADAMS软件修改轮胎参数文本和导入随机路面激励文件,构建深松机-拖拉机-路面系统的虚拟样机。通过仿真研究悬挂装置参数对拖拉机驾驶员垂向振动加速度、座椅安装处俯仰振动角加速度、拖拉机质心垂向振动加速度的影响。结果发现,内提升臂与水平方向的夹角从20°增大到70°时,驾驶员垂直振动加速度峰值从30.09 m/s~2降低到17.61 m/s~2,垂直振动峰值频率从1.36 Hz增大到2.12 Hz,座椅安装处俯仰振动角加速度峰值从11.12 rad/s降低到7.56 rad/s,拖拉机质心垂直振动加速度峰值从42.42 m/s~2降低到29.33 m/s~2。     

电动拖拉机机械电磁式振动馈能装置设计与性能研究

【目的】基于能量回收再利用的原理提出一种机械电磁式振动馈能装置,为解决电动拖拉机电池电量匮乏与持续工作时间短等问题提供参考。【方法】采用双单向离合器和齿轮齿条机构设计机械电磁式振动馈能装置,将其安装在电动拖拉机底盘与动力电池组之间,对装置的机械传动进行理论分析,考虑齿轮啮合副的啮合阻尼、时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传递误差以及单向离合器储备间隙等因素,建立振动馈能装置的动力学模型。对该模型特性进行分析,并就位移激励频率、振幅和外部负载对装置能量回收性能的影响规律进行仿真分析。最后试制样机,进行台架试验。【结果】仿真和台架试验结果显示,在位移激励频率为4 Hz、振幅为6.0 mm和外部负载为120 Ω的工况下,振动馈能装置的能量回收率最大,分别为34.94%和33.04%。同时,根据装置的电能再生率曲线可知,当位移激励一定时,电能再生率随外部负载的增大而增大;位移激励振幅越大,频率越大,装置的电能再生率也越大。【结论】所设计的机械电磁式振动馈能装置可以满足电动拖拉机振动能量回收的要求,具有明显的能量回收性能,能够为电动拖拉机振动能量的回收和电能补给提供技术支撑。     

环境激励条件建筑结构的试验建模研究

通过环境激励模态识别技术对一座中高层新结构大楼环境激励试验建模研究。首先介绍了试验模型设计 ,并在现场测量整栋大楼在环境激励下的振动响应。然后采用新发展的频率空间域方法 ( FSDD)进行模态识别 ,分别在 0～ 4.5 Hz和 0～ 6.5 Hz频率范围识别出 9阶弯曲和扭转模态频率和振型。采用频率空间域方法识别了结构的阻尼特性 ,并得到满意的结果。所得试验模型已成功应用于 CFT大楼的有限元动态模型修正。所研发的试验建模技术可望在结构响应预报 ,健康监测和振动控制中发挥重要作用     

足尺中密度纤维板振动模态分析

为了利用振动法无损检测足尺中密度纤维板整板的弹性模量,对足尺中密度纤维板的振动特性进行研究。为了求解足尺中密度纤维板在自由振动下的模态参数,对3种厚度的足尺中密度纤维板,分别进行计算模态分析和试验模态分析,并对其自由振动形式下,前3阶模态振型和频率进行对比和分析。结果表明:1)3种不同厚度的足尺中密度纤维板表现出了相同的振动模态形式:第一阶、第二阶振型都是沿着长度方向的弯曲振动,第三阶振型则是沿着宽度方向的弯曲振动;2)计算模态分析和试验模态分析所得到的频率结果有一定的差距,其中,第一阶模态计算频率稍小于试验频率,第二和第三阶模态计算频率均大于试验频率;但计算模态频率与试验模态频率间有很好的相关性,决定系数达到了0.981 6。     

手自一体式山核桃采摘机的设计与试验

为提高山核桃采摘效率,降低采摘成本,针对目前我国山核桃高空作业机械化程度低等特点,设计并研制了一款手自一体式山核桃采摘机。文章阐述了该机关键部件的设计,并对偏心轮机构进行数学建模与分析计算。应用ANSYS对果树进行自由模态响应分析,初步确定山核桃树采摘的频率范围为7~20 Hz。根据山核桃采摘试验,结果表明:振动频率对果树的采摘率具有显著影响(P=0.05),果实采摘率随振动频率的增大而增大,当振动频率为22 Hz时,采摘率为95.1%;为了提高采摘率且尽可能减小芽枝和果树的损伤,建议控制采收频率为16~18 Hz,此时果实的平均采摘率为83.9%~88.0%。未采摘的果实通过人工或机械二次采摘。     

无患子果树不同激振条件下的振动响应特性研究

为了解决无患子人工采收效率低、成本高的问题,并对机械振动采收设备的设计提供理论基础。研究无患子果树不同激振条件下的振动特性以及振动能量的传递特性,通过建立果树受迫振动模型,分析影响无患子果树振动的因素,通过改变不同的激振条件,分析振动响应的最佳采收参数。综合考虑振动采收力和能量传输因素,结果表明,激振频率与加速度近似为二次曲线关系;高频率配合低激振点,低频率与高激振点组合效果最好;建议最佳的振动频率为12～14 Hz,激振源在75%主干上下处效果更好。     

基于模态的联合收获机车身框架振动特性分析与结构优化

以某联合收获机主机车身框架为研究对象,采用有限元柔性体技术创建车身框架的有限元柔性体模型,并在其基础上进行模态分析与计算。结果表明,车身框架的第一阶模态频率为7.29 Hz,与收获机正常工作时割刀的激励频率(7Hz)接近,易发生共振,且对人体舒适性影响最大。为了调整收获机车身框架的固有频率,以避开外部激振频率范围,采用HyperMesh软件对收获机车身框架柔性体模型进行尺寸优化和拓扑优化,结果表明,尺寸优化后,收获机车身框架的第一阶模态频率由优化前的7.29 Hz提升至8.63 Hz,车身框架质量下降了0.006t;拓扑优化后,收获机车身框架的第一阶模态频率由优化前的7.29Hz提升至8.49Hz,车身框架质量下降了0.107t。拓扑优化与尺寸优化均可使收获机车身框架固有频率避开外部激振频率范围,但综合考虑优化设计的目标与生产制造成本,采用尺寸优化技术对收获机车身框架进行结构优化更为适合。     

基于ANSYS的内燃机气门控制装置的动力学分析

介绍了一种新型内燃机气门开缸控制装置,可实现分缸断油、自动减压起动。为验证其可靠性,以在6135型柴油机上加装的控制装置为例,利用ANSYS软件对压板进行了瞬态动力学分析、模态分析和谐响应分析。分析了压板的应力、变形、固有频率以及对振动激励载荷的响应情况并进行了优化,分析结果表明将压板拐角处圆角半径增大至15 mm可提高压板刚度,提高固有频率,使第1阶固有频率提升了16.05%,第1阶响应频率由90Hz提升至110 Hz有利于避开共振,同时对静载荷和冲击载荷的承受情况均有明显改善,稳定后的应力数值降低了43%,冲击造成的摆动幅值下降了29.6%,稳定时间下降了14.28%,有利于气门控制装置可靠性的提高。     

板栗树振动响应特性与落果情况试验研究

为解决板栗人工采收效率低、成本高的问题,对板栗机械振动采收装备的设计提供参数支持.针对3棵板栗树,通过单偏心式振动电机激振树干对板栗树各分枝上加速度响应以及落果情况进行了试验研究.结果表明:3棵树树干和各果枝测点处的合加速度均与激振频率呈二次曲线增长关系,激振频率的增加有利于板栗树各果枝振动响应的增强;但受距激励点的距...     

气吸式免耕播种机的振动测试与振动理论分析

为研究气吸式免耕播种机的振动特性,对2BM-5型气吸式免耕播种机进行振动测试与振动理论分析。根据振动测试结果,以免耕播种机的前进速度与振动信号正弦基波为基本参数构建简谐激励,建立气吸式免耕播种机的振动幅频特性与振动固有频率的频率响应数学模型,并进行气吸式免耕播种机振动幅频特性信号的验证。结果表明:气吸式免耕播种机垂直振动的主要影响因素有播种机结构、质量、作业前进速度、入土装置与不同类型土壤作用的阻尼情况和地表不平度;其垂直振动存在2个固有频率的振型。     

DG3型割灌机振动的实验研究

该文对国产ＤＧ３型割灌机的振动频谱以及各振源点与手柄间的振动传递函数进行了实验分析．结果表明，在工作转速（６０００ｒ／ｍｉｎ）下的振动加速度几乎都集中在６０～２００Ｈｚ范围内，并且７６Ｈｚ，１００Ｈｚ和１５２Ｈｚ是３个主要支配性峰值，它们是减振的主要对象频率；轴承Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３处与手柄Ａ点的振动传递函数值比其它大，而且Ｂ１的影响最主要；长轴上各激振点上下方向（ｚ方向）与Ａ点左右方向（ｘ方向）之间的传递函数在６０～８０Ｈｚ之间存在一个峰值     

拼板结构的古筝共鸣面板振动模态研究

  目的  古筝共鸣面板的结构是影响其振动性能的重要因素之一,不同结构的共鸣面板发出的音质与音色会有所差异,迄今很少有学者就拼板古筝共鸣面板的振动发声特点展开研究。  方法  本研究以拼板古筝共鸣面板为研究对象,利用两种模态分析方法探讨其声学振动性能。采用实验模态分析法,运用数字信号处理技术对采集到的激励力信号和振动响应信号进行分析,经过数据转换求得系统的频响函数,进而得出各阶次共振频率及其对应模态振型;采用计算模态分析法,建立拼板结构共鸣面板的三维模型,运用有限元法对其进行离散,通过近似方法求解出各阶次共振频率及其对应模态振型。  结果  实验模态结果显示:拼板共鸣面板能够识别到的阶次有(0, n)和(1, n)阶,且多集中在(0, n)阶,(1, 4)、(1, 6)、(1, 7)和(1, 10)阶为沿横纹理方向和顺纹理方向弯曲振动叠加的复合振动,识别较困难。从振型上看,拼板共鸣面板各阶的模态振型相对清晰易识别。与实验模态结果相比,计算模态分析能够识别到选定阶次范围的所有阶次,所得振型图更加均匀且理想,而实验模态分析时个别阶次较难识别。拼板共鸣面板计算模态结果与实验模态结果呈显著的线性相关性,相关系数为0.999 6。  结论  从模态分析结果来看,相对整板结构,拼板共鸣面板各阶共振频率对应的模态振型整体清晰易识别,振动频率更高;从木材利用率方面来讲,相对于制作整板,拼板共鸣面板更有利于节约木材资源。通过两种模态分析结果综合对比,验证了计算模态分析应用于拼板结构古筝共鸣面板的振动模态研究具有可行性。      

基于高速摄影的冬枣果实振动脱落规律分析

为研究冬枣振动采收过程中果实的运动规律和脱落轨迹,采用改装的电动往复锯连接自制振动采摘头对树枝进行高速振动,用高速相机记录不同振动频率(15、20、25 Hz)下冬枣果实的运动轨迹,对高速视频进行分析,计算在振动过程中的枣果脱落类型、脱落时间和运动轨迹,以及果实脱落时的速度、加速度和惯性力。结果表明:1)冬枣果实的主要脱落类型是旋倾型,15、20和25Hz时,旋倾型脱落的果实个数比例分别为81%、66%和78%,参考已有研究经验,冬枣机械收获宜选用连续式振动设备;2)随着振动频率的增大,果实的平均脱落时间减小,3个频率的果实脱落时间分别为1.71、0.54和0.43s,15Hz时果实脱落时间与20和25Hz时的果实脱落时间存在显著性差异,而20与25Hz时的果实脱落时间无显著性差异;3)果实的速度和加速度随着振动频率的增大而增大,但不同频率的果实平均脱落惯性力不存在显著性差异,3个频率下分别为0.48、0.43和0.49N。本研究结果可为机械收获装备的设计选型与研发提供理论依据。