某小型马铃薯收获机机架疲劳寿命分析

通过对某小型振动式马铃薯收获机的机架疲劳寿命进行有限元仿真分析,得出该款马铃薯收获机的机架易损部位为变速箱安装部位附近的支撑梁,在机具的日常维护及工作前应重点对易损部位的焊缝进行检修,避免因疲劳造成结构的失效。     

谷物联合收获机清选装置疲劳寿命分析

以等强度设计思想为指导,以提高联合收获机清选装置疲劳寿命、延长使用功效为目标,运用刚柔耦合动力学分析、疲劳寿命分析、装配尺寸公差分析等方法,通过建立清选筛动力学模型,对影响联合收获机清选系统疲劳寿命的因素进行研究,获得影响清选装置主要零部件疲劳寿命的关键因素。提出一种清选系统疲劳寿命分析方法和优化设计方法,并通过试验验证了该分析方法的准确性,仿真与试验应力偏差在20%以内。     

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。     

自走式三七收获机设计与试验

针对丘陵山区三七收获时费工费时、无机械化等现状,设计了一种以柴油机为动力的自走式三七收获机。该机主要由挖掘铲、刮土机构、升运器、拍土机构、收集箱等组成,利用解析作图法对挖掘铲进行分析,确定了三七和土壤混合物顺利通过挖掘铲的铲刃夹角为96°;对升运器运动学分析得出升运器的倾角为25°时三七与土混合物的破碎率最高;以升运速度、振动分离筛振动频率、碎土轴的转速为试验因素,以伤根率、收净率为评价指标进行二次旋转正交组合试验。试验结果表明：试验因素对评价指标影响由大到小依次为振动分离筛振动频率、升运速度、碎土轴转速,当升运速度为0.78m/s,振动分离筛振动频率为10Hz,碎土轴转速为2.5r/s时,伤根率、收净率分别为1.6%、96.32%。以影响因素的最优参数组合进行验证：试验得伤根率、收净率分别为1.6%、96.8%,与计算结果一致,且符合农艺要求的收获指标。该研究为产品级的三七药材收获机的设计提供了技术参考。     

遥控自走式三七收获机设计与试验

设计了一种遥控自走式三七收获机,与现有三七收获机相比,采用前喂入式收获,减少了损伤率,且体积小,作业效率高,符合三七大棚、小地块种植作业需求,满足三七种植农机与农艺相结合要求,可同时完成挖掘、夹持、拍土、根茎分离及收集等功能。遥控自走式三七收获机主要由机架、挖掘部分、夹持运输部分、拍土部分、根茎分离部分及动力系统等工作部件组成。挖掘刀片呈内八字形设计,入土能力强,结构简单,工作阻力小,机身后有三七收纳筐,可堆放三七果。田间样机收获试验表明,机械净收率和损伤率极大提高,为云南省三七收获机械化研究和发展提供了参考。     

联合收获机脱粒滚筒有限元模态分析与试验

针对联合收获机脱粒滚筒在工作中的振动和噪声问题,为了避免共振,利用软件ANSYS Workbench对联合收获机脱粒滚筒进行了有限元模态分析,得到了前6阶的固有频率和振型。对脱粒滚筒进行了模态实验,与有限元分析结果进行对比,其固有频率相对误差在4.6%以下,且振型一致,验证了有限元分析的准确性。模态分析结果表明:前6阶固有频率与主要振源激励频率相差较大,较好地避开了共振区;钉齿杆与幅盘的振幅较大,且两者的连接处最为薄弱,在设计和焊接时应尤为注意。该研究为联合收获机脱粒滚筒的设计与优化提供了参考。     

悬挂式三年生三七挖掘收获机的研制及试验

为了提高三七根挖掘收获机械化作业水平,结合云南省内三七种植模式和农艺要求,设计了悬挂式3年生三七挖掘收获机,可同时完成一畦三七的挖掘、输送、去土和条铺等任务。挖掘收获机由四轮拖拉机牵引,主要由机架、悬挂部件、挖掘部件、升运抖土装置、条铺部件及动力系统等工作部件组成。挖掘铲设计成锐角式开沟器状,入土能力强、结构简单、工作阻力小;收获机后部设有收集挡板,保证去土后的三七在地上成条铺状。田间样机收获试验表明:机器收净率达到了98.1%,损伤率为1.9%,生产率达到了0.12hm2/h。该样机为云南省首台专门针对三七根的收获机械,为三七根收获机械的深入研究和发展提供了参考。     

4SD-1700型悬挂式三七收获机设计与试验

针对西南地区中草药三七人工收获难度大及无机械收获等问题,设计了一种以36.75k W东方红拖拉机为动力的悬挂式三七药材收获机,主要由机架、挖掘铲及升运筛等组成。利用解析作图法及受力分析法对挖掘铲进行分析,确定挖掘铲的挖掘倾角为15°,铲长为350mm;对升运筛设定线速度为0.7~0.9m/s进行理论分析,得出振动频率为1.9~2.4Hz。以挖掘深度、升运速度、筛面倾角及前进速度为影响因素,以收净率、损伤率为评价指标,进行田间试验,对影响收获性能的参数进行分析,获得最优参数组合为:当挖掘深度为148mm、升运速度0.8m/s、筛面倾角15°、前进速度0.5m/s时,收净率为95.22%,损伤率为1.6%。样机收获试验表明:该机性能流畅,作业稳定,损伤率小于4.7%,收净率大于92.5%,满足设计要求。     

三七收获机挖掘铲减阻特性分析与试验

针对丘陵山区三七机械化收获挖掘阻力大和根茎损伤率高的问题,以不同铲型挖掘铲为研究对象,开展三七收获机挖掘铲作业机理与参数优化对比试验。通过理论分析与力学计算,确定各铲型挖掘铲主要结构参数,并通过Solidworks建立挖掘铲三维模型。开展4种铲型挖掘铲的位移流向仿真对比试验,追踪根茎颗粒和土壤颗粒空间运动轨迹,获得三轴位移分部,表明野猪头部仿生曲线特殊的曲率变化对破土阻力有显著影响,仿生铲面通过改变土壤颗粒流动方向,从而降低挖掘阻力。利用Design-Expert 13软件,以挖掘铲铲长、铲宽和铲刃倾角为试验因素,以挖掘阻力为试验指标进行组合试验,得到最优作业参数组合为：铲长354mm、铲宽40mm、铲刃倾角70°,在该组合下平均挖掘阻力为439.75N。开展高速摄影试验,获取三七根茎和土壤运动轨迹,结果表明三七根茎和土壤颗粒运动趋势与仿真试验一致,验证离散元模型可靠性。搭建试验台架,以入土角、铲片间距和挖掘速度作为试验因素,以挖掘阻力作为试验指标进行正交试验,得到不同工作参数对挖掘阻力影响的主次顺序为入土角、铲片间距、挖掘速度,最优工作参数组合为入土角15°、铲片间距80mm、挖掘速度0.4m/s。综合评估挖掘铲减黏降阻性能,仿生式挖掘铲作业效果最优。     

玉米收获机割台支架模态分析

牵引式玉米收获机由于前轮轴上的载荷超重和同时受到来自设备工作时的冲击载荷作用,前轮轴会出现疲劳断裂。本文用有限元软件ANSYS首先对割台支架结构优化前后进行实体建模,然后进行了前十阶模态分析。结果发现优化前后支架的固有频率都远大于激励频率,不会产生共振,疲劳破坏主要由载荷超重引起的。该结果为玉米收获机的研究和结构优化设计提供合理的理论依据。     

自走式三七联合收获机底盘通过性能分析与模型试验

针对自走式三七联合收获机在田间作业安全性不足与行驶稳定性较弱等问题,开展了黏重土壤条件下底盘的行驶通过性能研究。首先,对联合收获机的直行转向、纵横向爬坡和越障等行驶工况进行理论分析,获得了影响行驶通过性能的各因素参数,其次,通过ADAMS ATV开展多体动力学仿真分析,绘制了行驶工况下欧拉角与对应的角速度曲线,最后,运用相似理论的量纲分析法设计了1∶4的联合收获机底盘微缩平台模型,对纵向爬坡、跨越壕沟和翻越田埂3种典型行驶工况开展行驶通过性能模型试验。仿真结果表明,联合收获机底盘具有平稳的直行与转向性能,能够顺利通过30°纵坡、20°横坡、600mm壕沟及300mm田埂;模型试验结果表明,模型能够顺利通过30°纵坡、150mm壕沟和75mm田埂,以上3种工况下的俯仰角与对应的角速度曲线趋势与仿真一致,且二者所得俯仰角曲线的幅值变化相同,试验误差主要受实际地形平整度与土壤均匀度的影响,因此表明模型试验能够验证仿真分析结果的正确性,通过模型对原型的预测及仿真结果,满足了联合收获机行驶通过性能的设计要求,该研究可为丘陵山区根茎类联合收获机底盘的设计提供理论基础与参考。     

三七收获机输送分离装置作业机理分析与参数优化

针对丘陵山区三七机械化收获根土分离难、输送效率低等问题,开展了三七收获机输送分离装置作业机理与参数优化试验研究。首先,通过理论分析建立了三七根土复合体在输送过程中的动力学模型;其次,利用高速摄影获取三七根土复合体的运动轨迹,确定三七输送、根土分离、须根断裂等作业机理;与此同时,基于EDEM-RecurDyn耦合开展三七根土复合体输送分离作业联合仿真,验证了模型的可靠性,明确了三七根土复合体输送分离规律,确定了影响三七根土分离的主要作业参数为：升运速度、升运倾角、振动幅度、振动频率;最后,开展台架试验并利用Design-Expert软件进行分析寻找最优作业参数。结果表明：当最优作业参数组合升运倾角为21°、振动幅度为44mm、升运速度为0.9m/s、振动频率为1.6Hz时,三七输送率、三七筛净率分别为93.60%、92.64%,符合三七收获机输送分离作业要求。     

液压控制履带自走式温室三七收获机设计与试验

针对温室三七收获机械化程度低、收获效率低、破损率高等问题,设计一种液压控制履带自走式温室三七收获机。在满足农艺要求的基础上,使用履带式行走底盘,并对其进行运动学分析,利用RecurDyn对整机直线行走特性进行仿真分析,单侧牵引动力为1357N,质心波动平稳;建立了根土混合物运动学模型,并确定挖掘部分最优结构参数。利用FluidSIM软件和GX Developer软件开发平台分别设计了本地操作系统和远程控制系统,使整机具有行走、传动和升降功能。田间试验表明：在不同控制模式下,整机能顺利完成直行、转弯和挖掘装置升降等功能,液压控制系统和机械部分工作顺畅,直线行走稳定,行走偏移量为0.49%,液压缸前进、后退速度均为0.22m/s,误差满足要求;平均伤根率为1.77%,平均损失率为1.48%,无明显埋根现象,满足三七收获机性能要求。     

基于有限元技术的疲劳寿命分析

叙述了有限元技术在疲劳寿命预测中的应用和一般的分析过程;着重介绍了疲劳载荷历程的合成规则和表面节点应力状态的判断方法;归纳评述了常用的多轴疲劳损伤模型;针对结构中普遍存在的焊缝焊点给出了具体的疲劳寿命分析方法;最后给出驱动桥壳疲劳寿命分析实例,计算结果和试验数据基本一致,说明基于有限元法的疲劳寿命预测是切实可行的,可以降低成本,缩短研发周期。     

4LYZ-2油菜收获机割台框架有限元模态分析

用Solidworks建立了4LZ-2型联合收获机割台框架和改装后的4LYZ-2型油菜联合收获机割台框架的三维模型;用ANSYS软件进行网格划分得到有限元模型,通过模态分析,得到了改装前后割台框架的前10阶固有频率和主振型。通过模态参数的分析,了解割台框架的振动情况以检验4LYZ-2型油菜联合收获机割台改装的合理性。     

玉米收获机脱粒滚筒的模态及强度分析——基于ABAQUS

脱粒滚筒是玉米收获机的重要零部件,对脱粒效果有着重要影响。为此,以脱粒滚筒为分析对象,应用Solid Works软件建立其三维模型,并导入到Hypermesh软件中进行网格划分,以Abaqus软件为求解器进行模态和静应力计算。分析结果表明:脱粒滚筒刚度薄弱位置出现在滚筒中间位置,后续若开发高性能样机,可以考虑在滚筒中间位置增设衬板,以提升滚筒刚度,从而为后续开发高工作性能脱粒滚筒提供了参考。     

基于有限元的玉米联合收获机底盘车架模态分析

为研究某玉米联合收获机底盘车架的振动特性,应用大型有限元软件ANSYS对其进行模态分析,得到了前8阶模态特性的固有频率以及振型特征。同时,将模态分析所得结果与收获机受到的激励频率进行对比,确定了该车架结构的安全性和可靠性,为后续的其它动力学分析奠定了基础,具有一定的现实意义。     

某汽车前横梁的疲劳寿命分析

对某汽车的前横梁进行了基于有限单元法的疲劳寿命的预测,将用有限元法计算的结果和疲劳寿命台架试验的结果进行对比分析,两者结果相近,并找出横梁的危险区域,给横梁的优化设计提供参考。     

农业机械的低周疲劳寿命分析方法研究

对农业机械中低周疲劳情况及对农业机械寿命估算的必要性进行了分析,叙述了各种低周疲劳寿命分析的基本方法和一些特殊模型及这些模型的计算公式.所论述的几种疲劳寿命模型具有易懂、简捷及广泛的工程应用前景.