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。     

基于刚柔耦合的水稻脱粒滚筒仿真分析与试验

为降低4LZ–4.0型联合收割机机收作业中籽粒破碎率,提高清洁度,依托纵轴流差速分段式脱粒滚筒,设计了杆齿、弓齿和刀齿3种形状的脱粒元件,通过改变脱粒元件表面与籽粒碰撞时的接触状态,刚柔耦合成6种类型脱粒滚筒;基于冲量–动量定理对籽粒碰撞过程进行分析,通过仿真试验得到刚性杆齿和刚柔耦合杆齿与水稻籽粒谷物接触时籽粒所受法向力均值分别为28.4 N和22.3 N,籽粒所受切向力均值分别为14.43 N和8.74 N。以前滚筒齿形、前滚筒转速和前后滚筒转速差为影响因素,以水稻籽粒破碎率和未脱净率为评价指标进行3因素3水平正交试验。结果表明：前后滚筒转速差对破碎率的影响最大,前滚筒齿形对未脱净率的影响最大;试验得到的最优组合为前滚筒齿形为弓齿、前滚筒转速为600 r/min、前后滚筒转速差为100 r/min;与刚性脱粒元件相比,带有聚氨酯橡胶套的刚柔耦合脱粒元件可有效降低水稻籽粒破碎率,平均可降低18.5%。     

偏心滚筒梳脱水稻装置的试验参数优化

本文简要介绍了偏心滚筒式梳脱试验台的结构及用它进行梳脱水稻的试验,得出了反映该试验台性能指标与工作参数之间内在规律性的一组以试验结果为依据的回归方程,并在此基础上,优化出一组最佳参数值。     

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。     

脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的设计计算

指出了标准规定的螺栓联接扭紧力矩值不尽合理的问题 ,并从联合收割机上脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的受力分析和失效分析出发 ,提出了正确的设计计算方法。指出螺栓联接的扭紧力矩值不仅与螺栓的公称直径及性能等级有关 ,还与能否保证联接可靠工作有关。脱粒滚筒与纹杆间螺栓联接的扭紧力矩值应按保证工作时滚筒与纹杆间不发生滑移来确定。     

基于薄膜传感器的横轴流脱粒滚筒实时喂入量测量系统设计

为实现水稻联合收割机脱粒滚筒实时喂入量监测,基于薄膜传感器设计了一种脱粒滚筒喂入量测量系统,其原理为通过薄膜传感器测出滚筒顶盖侧边因喂入量变化而产生的受力变化。以额定喂入量为0.8kg/s的小型横轴流脱粒滚筒为试验对象,以成熟的晚籼98和传奇丰两优1号水稻为主要试验材料,在转速分别为650、800、950、1 100r/min、喂入量为0.2～0.8kg/s的条件下开展台架试验,结果显示:薄膜传感器采集的实时信号与实时喂入量显著相关,对喂入量和传感器信号进行线性关系拟合,拟合效果较好。试验结果表明,设计的测量系统可以通过传感器信号对喂入量进行测量。     

单纵轴流脱粒滚筒的设计与性能试验

针对4LZ–3.0型联合收割机在水稻喂入量和草谷比较大时脱粒滚筒易堵塞的问题,设计了一种单纵轴流脱粒滚筒。该滚筒主要由喂入螺旋装置、辐条、辐盘、脱粒杆齿、排草板组成。脱粒时水稻由搅龙经输送槽输送至喂入螺旋装置处,经螺旋装置叶片轴向输送至脱粒杆齿滚筒进行脱粒。为探讨螺旋装置喂入适应性能,通过单头、双头和三头螺旋装置的选型试验,选定了三头喂入螺旋的脱粒滚筒,以滚筒转速、导向板倒角、脱粒间隙为因素,籽粒破碎率和未脱净损失率为性能评价指标,运用回归分析方法建立了该脱粒系统的数学模型,优化确定了其最佳工作参数组合。试验结果表明:当滚筒转速为800 r/min、导向板导角为23.7°、脱粒间隙为20 mm时,籽粒破碎率为0.113%,未脱净损失率为0.071%。     

锤片式饲料粉碎机架板的有限元分析及拓扑优化

以某锤片式饲料粉碎机转子系统架板为研究对象,采用ANSYS Workbench软件对其进行静力学计算与模态分析。结果显示:实际工况下架板的最大总形变量为0.035 mm,其发生在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔处,架板沿X、Y及Z轴方向上的最大形变量分别为0.035、0.001以及0.016 mm,各形变量均较小且与架板实际受力情况相符;架板所受最大应力为165.72 MPa,且应力较大的部位仅集中分布在中间支撑板上装有8块锤片的2个销轴的安装孔附近,架板上绝大部分位置的应力值均在36.862 MPa以下;架板的一阶固有频率为339.79 Hz,且前六阶固有频率均远大于粉碎机的激振频率58.33 Hz,但其存在较大的材料冗余。基于此,对架板进行拓扑优化,并根据材料去除率为50%的计算结果对架板结构进行优化设计,优化后架板的质量由最初的46.66 kg降至25.85 kg。对优化后的架板进行静力学计算与模态分析,结果表明,全新的架板的强度与刚度均足够,且其材料冗余量大幅降低,架板在工作过程中不会发生共振。     

施肥机有限元模态分析与结构优化

针对所设计的2SF–0.6型施肥机,利用Simulation软件对其关键部件进行静态有限元分析与优化,得到了肥料箱箱体壁厚取值为1 mm、输送转轴上的搅拌器直径6 mm、机架的矩形钢管厚度2 mm;对施肥机进行模态分析表明,输送文献转轴与抛撒转轴的转速取值应避开975.84~1 463.76 r/min,优化后整机的10阶模态频率均远离外部激励振源的回转振动频率20.33 Hz,可以有效避免共振的产生。     

可调间隙脱粒分离装置的设计与试验

针对联合收割机田间收获时喂入量不稳定导致收获性能欠佳的问题,提出通过调节脱粒间隙以适应不同喂入量工况的解决斱案。为实现脱粒间隙可调节,基于4LZ–1.0型小型联合收割机,设计了一种直径可调的脱粒滚筒。滚筒由主轴、齿杄、间隙调节机构、间隙控制机构等部件组成。通过间隙控制机构驱动间隙调节机构,改变脱粒滚筒直径,实现脱粒间隙调节,间隙调节范围为10～40 mm。以喂入量、滚筒转速、脱粒间隙为影响因素,以未脱净率、夹带损失率、含杂率为评价指标进行脱粒性能试验。通过回归分析,分析了各因素对装置脱粒分离性能的影响,幵根据综合评价回归斱程分析得出了不同喂入量下的较优滚筒转速及脱粒间隙。喂入量小于0.876kg/s时,滚筒转速应匹配700 r/min的低速档,喂入量大于0.876 kg/s时,应匹配1 300 r/min的高速档。     

基于模型库脱粒装置交互式工程分析系统

针对联合收获机脱粒装置工程分析过程中,对用户专业知识水平要求高、操作繁琐、模型跨平台转换费时、效率较低等问题,研究一种交互式工程分析系统,通过人机交互方式作静态与模态分析,在保证分析准确性前提下适应用户群体更广泛,并大幅提高分析效率,缩短研发周期.基于联合收获机脱粒与清选装置参数化模型库,以纹杆滚筒式脱粒装置为例,分析...     

小区小麦育种收获机机架模态分析及结构优化

【目的】减小小区小麦育种收获机工作过程中的振动对其作业可靠性、育种试验结果测定产生干扰.【方法】利用Solidworks软件对育种收获机机架进行参数化建模,结合有限元分析软件ANSYS Workbench提取出机架的前10阶固有频率和模态振型,在对比分析外部激振频率与机架固有频率特点的基础上,找出引起机架共振的环节,并对机架进行结构优化以避免共振现象的发生.【结果】当机架横梁厚度由3.0mm减为2.6mm,竖梁厚度由3.0mm减为2.8mm,圆杆直径由25mm减为21mm,板件厚度(包括侧板和底板)由1.5mm减为1.1mm后,优化机架的固有频率均有效避开了收获机各外部激振频率范围.【结论】该研究可以为小区育种收获机机架结构的设计与优化提供参考.     

纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置设计与试验

田间试验机械化是提高作物育种工作效率的关键环节,是获得正确育种试验结果的重要措施。根据小区育种小麦收获试验要求,设计了一种由钉齿式圆柱滚筒与短纹杆—板齿锥型滚筒组成的纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置,通过论述该装置总体配置方案,完成其关键部件(脱粒滚筒、分离滚筒)结构与运动参数设计计算,确定脱粒滚筒的平均直径为450 mm、分离滚筒的直径为430 mm,两者的转速分别在764-892 RPM和888-1 022RPM,计算得出分离滚筒的脱粒元件数为36个,且装置适宜的喂入量需小于2.7 kg/s。利用该装置进行了育种小麦脱粒分离试验结果表明,当喂入量由1.8 kg/s向2.6 kg/s变化,脱粒滚筒转速为760 RPM、分离滚筒转速为1 020RPM时,装置脱粒损失率为0.32%-0.36%、种子破碎率为0.51%-0.62%、籽粒含杂率为2.48%-2.92%。研究表明,纵轴流双滚筒小区育种脱粒分离装置针对物料脱粒难易程度能够实现有序脱粒作业,其脱出物料分布均匀,有较强的适应性,各项技术指标均达到国家标准要求。     

基于近似模型的螺旋轴式移箱机构多学科设计优化

针对移箱机构优化设计中存在多目标、强耦合及非线性问题,以螺旋轴式移箱机构为研究对象,开展了基于近似模型的移箱机构多学科设计优化研究。将移箱机构多学科优化设计分解为运动学、动力学和结构力学3个学科,进行了学科分析;采用拉丁超立方试验设计方法,产生初始样本点,构建了系统级变量与学科级优化之间的Kriging近似模型;采用协同优化方法,搭建了基于iSIGHT软件的螺旋轴式移箱机构多学科设计优化集成平台,采用多岛遗传算法和序列二次规划法相结合的混合算法优化求解,并进行了验证。结果表明,优化后的移箱机构滑套最大加速度由1.286e5 mm·s^-2减至9.253e4 mm·s^-2,降低了28.05%;螺旋轴一阶固有频率由238.265 Hz增至264.538 Hz,增加了11.03%;机构质量由2 265.318 g减小至1 848.310 g,降低了18.41%。采用近似技术进行移箱机构多学科设计优化,在保证计算精度的前提下,降低了求解时间,而且优化后的移箱机构整体性能最优。     

基于MotionView的前悬架试验与优化分析

利用Altair公司所提供的Motion View/Hyper Study模块,快速、方便地调用前悬架模型,并对其进行分析.通过前悬架的试验设计,得到因子与响应之间的主效应和交互作用,研究内外拉杆球铰原有坐标变化对悬架性能的影响.悬架经DOE分析后直接进行优化,优化前悬架模型的铰链点得到最佳前束曲线.对优化前后前悬架前束角曲线进行了对比分析,结果表明得到的优化后悬架的前束角曲线与目标曲线更接近.     

配方打叶片烟化学成分与评吸质量相关分析

对不同地区、不同等级烟叶配方打叶后片烟的常规化学成分、主要中性致香成分和评吸质量进行相关分析.结果表明,影响烟叶主要评吸质量的主要理化指标有总糖、还原糖和总植物碱,与香气质、香气量呈正相关;中性致香成分对感官评吸7个指标中仅对吃味、灰色略有负面影响,对其余5个指标(香气质、香气量、杂气、刺激性和总分)均为正面影响.     

基于灵敏度分析的病死猪搬运车转盘结构多目标优化设计

【目的】改善病死猪搬运车的工作性能,降低成本,对其转盘结构进行多目标优化设计。【方法】采用Creo Simulate三维设计软件,对病死猪搬运车的转盘结构进行了静力学有限元分析以及灵敏度分析,建立多目标优化设计模型。采用模糊物元分析法和加权平均法对设计方案进行优选。【结果】建立了优化设计数学模型,得到了6组非劣解;通过评估优选,获得了病死猪搬运车转盘结构的最优化设计方案。优化设计前后的参数对比分析结果表明,优化后的病死猪搬运车转盘质量为20.90 kg,比原始方案(25.94 kg)减小了19.43%;最大等效应力为1.44 MPa,比原始方案(1.50 MPa)减少了4.00%。【结论】基于灵敏度分析的病死猪搬运车转盘结构多目标优化设计是可行的,可以为转盘结构的改进提供理论指导。