基于实测载荷的蔬菜田间动力机械车架结构优化

蔬菜田间动力机械作为一种新型机器,可以实现不同的收获前机械化作业,车架在田间作业时受到各种载荷作用,会伴随有动载荷影响,有必要对车架进行强度研究与优化设计。研究了其车架基于田间实测应变数据的多目标拓扑优化设计方法。利用HyperWorks软件对该车架进行有限元分析,得到了静应力分析条件下的应力分布,并确定车架的疲劳损伤热点;在数据分析基础上,粘贴应变片,组建动态应变测试系统,采集蔬菜田间动力机械典型作业工况下的载荷时间历程;对实测的应变时间历程数据进行预处理,分析车架在相应工况下的受力情况;利用nCode软件编制载荷谱,进行车架的疲劳分析与寿命预测,以此为基础提出了拓扑优化,构建了综合多种工况、以车架应变能和动态低阶固有频率为响应的多目标拓扑优化数学模型,进行轻量化设计。试验结果表明,车架的交叉焊缝处的疲劳寿命为7.5×104h,为15个测点中最短疲劳寿命,满足使用寿命要求,车架整体结构强度设计过剩。优化后的车架质量减小443.55kg,减轻了53.47%。     

履带拖拉机车架动强度的有限元分析

根据拖拉机车架结构的特点和工作条件建立了车架结构动态有限元分析模型,然后以田间实测载荷时间历程为输入,对拖拉机车架在不同工况下进行结构动态应力响应计算,计算结果与田间实测相吻合.最后给出车架结构等效应力分布和结构危险点位置,为进一步的研究工作奠定了良好的基础.     

基于功率密度的大功率拖拉机变速箱壳体疲劳分析

引入功率密度的概念,提出功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命预测方法,研究了应力幅值和载荷频率2个因素对大功率拖拉机关键零部件疲劳寿命的影响。以某型号88 k W拖拉机为研究对象,在实际调研、用户反馈和有限元分析的基础上,确定变速箱壳体疲劳损伤危险点位置,搭建动态应力测试系统,采集拖拉机不同作业工况下的应力-时间历程。基于实测载荷,利用功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命分析方法对拖拉机变速箱壳体的疲劳寿命进行预测,得到危险点的疲劳寿命为24 001 h,与基于Miner损伤理论和名义应力法分析得到的疲劳寿命(35 676 h)相比较,更接近实际工作寿命。本研究可为农机装备关键零部件的疲劳寿命预测提供更符合实际的分析方法。     

基于ANSYS Workbench的高地隙喷雾机底盘系统的设计及有限元分析

底盘系统是高地隙自走式喷杆喷雾机各项系统中最重要的系统,而底盘系统中的机架高地隙驱动桥组件结构影响着底盘的离地高度,同时影响喷雾机在作业时的通过性,底盘机架是主要装配机体,前、后高地隙驱动桥承载整机的所有质量并传递给车轮。所以说需要利用ANSYS Workbench软件对底盘机架高地隙驱动桥组件结构开展结构静力学分析的工作,经过对底盘组件建模、简化、确定边界条件等一系列软件分析操作后分别得到各个典型工况下的主要的应力、总变形分析云图。软件的分析结果表明底盘机架高地隙驱动桥组件结构的各零部件的应力值是在材料许用应力之内的;对高地隙驱动桥桥壳在相应工况下开展模态分析的工作,同样经过对桥壳建模、简化、确定边界条件等一系列软件分析操作后分别得三种典型工况下高地隙驱动桥壳前6阶固有频率最小值为18.5 Hz,最大值为384.5 Hz,经分析底盘结构受到的常见激励频率范围为0～16.7 Hz,驱动桥桥壳的前6阶的固有频率在此的激励频率范围外,因而不会发生共振现象。     

导向臂空气悬架结构有限元仿真与试验验证

通过UG软件建立了悬架结构的三维模型,在此基础上,应用HyperMesh建立了结构的有限元模型;并在ANSYS-Workbench中对其进行了3种极限工况下的静强度校核,验证了结构的强度。通过采用滤波白噪声建立路面时域模型作为动力学仿真的路面输入,在ADAMS软件中,进行动力学分析,得到在该路面输入作用下的载荷时间历程曲线;在N-Code DesignLife软件中,运用线性累计损伤准则对结构进行了疲劳寿命的预测,得到结构在随机载荷下的寿命及损伤分布。此外,通过与企业项目合作,在疲劳试验机下对悬架结构部件做了耐久性台架试验,检验在受到近似随机载荷作用下悬架结构的使用寿命。     

基于PVG的甘蔗联合收割机负载敏感控制研究

为解决甘蔗联合收割机液压系统在时变工况下的载荷匹配和速度稳定性问题,首先通过试验测试甘蔗有倒伏和无倒伏两种典型工况下关键部件中液压马达的工作载荷和转速,运用Ncode软件进行数据处理.试验数据分析表明:甘蔗机械收获的过程中,各工作部件的载荷和转速随时间的变化而变化,在有倒伏工况下载荷最大波动幅度达到13 MPa,转速最...     

基于Hyperworks的客车车架有限元分析

以某客车车架结构为研究对象,利用Hyperworks软件建立车架有限元模型,根据对此模型的受力情况分析,施加了模拟的约束和载荷条件,计算了四种不同典型工况下此车架的强度和刚度。结果显示,急转弯和紧急制动工况的应力满足要求,但弯曲和扭转工况下的最大应力略大于材料的屈服强度。最后,根据计算结果预测出车架的薄弱处并提出合理建议,为车架的结构优化改进提供理论依据。     

液压油缸活塞杆耐久分析及优化

为研究旋挖钻机加压油缸的疲劳性能,通过市场调研获取了旋挖钻机加压油缸的一种非常典型的作业工况,测试其压力载荷谱并转换为活塞杆的力载荷谱。根据载荷谱特征,对载荷谱每个作业周期进行拆解分析,得到每个周期包含主卷扬上提、打桩加压、憋压、泄压回转下放4个过程。基于载荷分解得到的单周期动态载荷谱,利用有限元仿真和疲劳分析,对加压油缸活塞杆进行疲劳寿命分析预测,反映实际工况下活塞杆的预测疲劳寿命及风险区域,为后期结构优化提供参考。     

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。     

基于HyperMesh的某发动机连杆应力及模态研究

针对某发动机连杆部分变形与整体变形的问题,通过UG NX12.0软件对发动机连杆结构建立逆向三维实体模型,基于有限元分析方法,利用HyperMesh软件对发动机连杆结构模型进行有限元仿真研究,以该模型为基础完成了连杆在实际工况下的应力和模态的仿真研究。试验结果表明：将实际载荷施加到连杆,得到实际工况下最大应力,通过LMS信号采集仪得到的测量点处的应变数值为6.1×10^-6,相应的应力为1.28 MPa,仿真得到该部件的测量点应力为1.26 MPa,误差为1.5%,仿真与试验结果基本一致,进一步证明了有限元仿真的可靠性。完成上述工作后,对发动机连杆进行模态仿真,得到连杆自由模态下的固有频率和振型,为发动机连杆进一步优化和应力、模态仿真提供可靠的理论和应用依据。