某采棉机大梁结构设计与优化

采棉机大梁要求具有足够的强度和刚度,以承受整个采棉机的载荷和从车轮传来的冲击,同时要求具有一定的动态振动特性,以避免在各种旋转零部件转动工作频率激励下出现共振。针对采棉机大梁结构设计与优化问题,运用UG三维计算机辅助设计软件,建立了7种不同车架结构实体模型,运用有限元分析方法对车架实体模型建立网格模型,并对车架进行静力学分析和强度评价,同时进行模态振动特性分析。数值分析结果表明,随着大梁结构的改变和优化,其最大应力集中值发生变化,从386.36 MPa下降到176.88 MPa,总变形量从8.51 mm下降到3.99 mm,强度有明显提高、变形量明显变小。可知结构强度提高了56.3%,总变形量降低了53.8%。模态振动分析结果表明,优化前的大梁结构前10阶固有频率在7.3～44.9 Hz范围内变化,随着结构的进一步完善和优化,结构6第2、6、8、10阶固有频率分别较优化前提高53.2%、31.3%、31.1%、20.1%,结构弯曲振型部位从前桥连接板和主横梁转移到前桥附横梁,尾部扭转振型渐渐消失,且经过优化,成功避开了拖拉机怠速频率和重要工作部件采棉头的工作频率范围;通过对各优化结构之间进行对比分析并考虑采棉机实际工作环境,最后确定符合实际加工和工作机制的边梁材料为材料横截面积100 mm×200 mm、厚度7 mm,外部的加强大梁结构,为采棉机大梁国产化、提高其强度和动力稳定性提供理论依据。     

钢筋混凝土结构锈蚀损伤定位

对钢筋混凝土结构锈蚀损伤定位进行了研究,以频率变化平方比作为锈蚀损伤参数,从理论上证明该参数是锈蚀损伤位置的函数。锈蚀钢筋混凝土结构试验结果表明预测的损伤位置和实际的损伤位置较一致,模态参数用于检测混凝土结构构件中的损伤,为大型结构的鉴定和评估提供了新的途径。     

直接利用传递函数对分叉结构进行模态综合

建立了一种直接利用传递函数对分叉结构进行模态综合的方法。传统的方法一般都需要对大矩阵进行求逆运算,而此方法只涉及分叉结构结合部的传递函数矩阵的求逆,因此求逆计算量很小,特别是当直接采用传递函数的测量值进行模态综合时,就更体现出它的优越性。     

基于有限元对农业污水脱离机机架轻量化设计

以典型的农业污水脱离机——带式压滤机的机架作为研究对象,应用SolidWorks软件对机架进行三维建模,并通过ANSYS Workbench有限元软件对机架进行结构力学分析。通过对比2种工况下（空载和负载）机架结构强度,对机架进行轻量化设计。优化后在负载工况下机架最大形变量由1.29 mm变为1.96 mm,最大应力由118.89 MPa提高到184.67 MPa,小于材料屈服极限,满足安全要求。更重要的是,机架的质量减低了13.05%,节约了制造成本,降低了动力输出,更好地满足节能、低碳、环保要求。通过模态分析法分析了轻量化机架在外部激励源电机作用下不会产生共振现象。     

间作豌豆收获机脱粒装置设计及仿真分析

为解决大田玉米/豌豆间作模式下豌豆人工收获效率低、成本高的问题,设计了一款针对种植模式下豌豆收获机的脱粒装置,该装置主要由脱粒滚筒、凹板、顶盖、机架组成。通过ANSYS Workbench对脱粒滚筒进行了静力分析和模态分析仿真,得出脱粒滚筒在最大工作载荷时的应力为148.44MPa,最大变形为1.9638mm,最大应变为0.0010924mm,滚筒的安全系数为1.6842,设计满足该装置作业要求。在模态分析中使用分块兰索斯（Block Lanczos）法进行前6阶模态参数提取,固有频率范围87.021～177.08Hz,脱粒滚筒最大转速868r/min,远小于产生共振的转速5221.26r/min,设计满足作业要求。     

基于ANSYS的机床床身尺寸优化设计

基于ANSYS有限元分析方法,利用响应面优化和灵敏度分析,对机床床身进行静态、动态性能分析。以床身外壁厚度和内部筋板厚度作为设计变量,以其最大变形量和一阶固有频率作为目标函数建立数学模型。对比优化前后的尺寸参数,得出机床床身最佳优化尺寸,使机床床身的结构性能得到改进。     

汽车燃油箱开裂漏油原因及改进措施

课题组在介绍两种不同的燃油箱及其设计要点的基础上,针对江铃汽车股份有限公司某种轻卡车型金属燃油箱在耐久路试时出现的开裂漏油现象,从燃油箱焊接质量、箱盖的设计以及燃油箱振动导致开裂漏油三方面进行分析,拟找出燃油箱开裂漏油的原因。分析发现,箱盖加强筋R角偏小导致在该处应力集中,是燃油箱失效的原因之一,并通过利用有限元分析软件对燃油箱进行模态分析来找出燃油箱振动是否是失效产生的原因。仿真结果表明,燃油箱的模态不符合江铃汽车股份有限公司相关要求,而通过增加燃油箱的厚度,可使燃油箱的模态符合要求。     

1000 kV特高压输电线路张力放线振动分析

张力放线过程是架线施工流程中最主要的环节,由于牵引绳、导线、地线等的柔性,在放线过程中系统会出现一定的振动,振动的存在会导致放线过程系统不稳定。以锡盟-山东1 000 kV特高压工程中第3标段韩家店乡段首尾电塔放线过程为研究对象,对有限元软件研究系统在某一位置的振动情况进行分析,主要包括模态分析和功率谱密度谱分析。通过计算得出了在该位置下横向振动为主要振动,需要采取一定的措施来减小振动。     

基于傅里叶描述子和共振频率的不规则果形梨果硬度评估指标构建

针对不规则果形梨果,为构建适用于评估果形不规则梨果硬度的硬度指标,该研究采用傅里叶描述子对梨果轮廓进行描述,并将试验模态分析和有限元模态分析相结合,研究果形变化对梨果振动频率的影响规律,基于振动频率和果形描述子构建硬度评估指标。结果表明,采用前15个傅里叶描述子可以准确描述啤梨果形轮廓特征,第1傅里叶描述子与啤梨低频弯曲、挤压、呼吸模态频率线性相关性较高,相关系数分别为-0.923、-0.922、0.700;挤压模态振动变形在赤道部较大,测试时易于提取共振频率,因此选取挤压模态频率构建含有第1傅里叶描述子的硬度指标,新指标评估硬度值与M-T穿刺硬度实测值决定系数为0.892。研究结果可为果形不规则梨果硬度评价提供参考。