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SolidWorks的齿轮传动结构分析与设计

在齿轮设计制造加工过程中,为了进一步提高齿轮的传动性能,通过SolidWorks对齿轮传动进行设计、三维建模及虚拟装配分析,利用参数化方法改变齿轮材料和参数来观察传动过程中的物理效应,从而找出最佳传动性能参数。利用simulation插件对齿轮施加静载荷生成模态云图,根据模态云图中薄弱点不断对齿轮材料和参数设计进行优化,优化结果显示,改变材料、齿轮设计参数、载荷大小后齿轮传动特性产生了明显的变化,最终根据传动特性对比分析找出最佳的材料和参数,本试验的结果可为机械设计制造相关产业提供理论依据。     

基于ANSYS的拖拉机下拉杆拓扑优化设计及模态分析

为了提高拖拉机下拉杆的轻量化水平及分析其固有频率,利用SolidWorks三维实体建模软件建立下拉杆的三维模型,将建立好的模型导入有限元分析软件ANSYS中,建立下拉杆有限元模型,对其进行稳定载荷下的静力学分析,得出其位移、应力和应变的分布情况。以此结果为基础,进行拓扑优化设计,并对优化前后的强度进行对比。结果表明:优化后的强度满足要求,下拉杆质量较之前减轻了29.2%,轻量化效果明显。最后对优化的下拉杆进行模态分析,保证其工作可靠。     

2CZD-1型段茎式甘蔗种植机设计与试验

研制了2CZD-1型段茎式甘蔗种植机,可一次性完成甘蔗种植的开沟、施肥、自动取种、自动排种、覆土和覆膜等工序,适用于宽窄行甘蔗种植。设计了机架、取送种机构、转盘施肥机构、旋耕覆土机构、覆膜机构和液压传动系统等结构,其中取送种机构采用排冗结构实现均匀排种。利用有限元分析软件ANSYS对甘蔗种植机的机架进行模态分析,并通过田间试验获得甘蔗种植机的覆土厚度合格率、种植密度、伤芽率、漏植率及总排肥量稳定性变异系数等性能参数。模拟结果表明,当激励频率为8~80 Hz时,机架容易发生共振,且最大位移可达28.12 mm。田间试验表明,该种植机的种植密度为142325芽/hm^2,覆土厚度合格率为93.6%,伤芽率为2.8%,漏植率为4.7%,种植深度合格率为89.3%,总排肥量稳定性变异系数为5.8%,工作生产率为0.32 hm2/h,符合甘蔗种植机的设计要求,能够显著提高甘蔗种植的效率。     

拉索预应力折线型立体桁架拱布索方案研究

针对折线型立体桁架拱结构，提出了4种拱平面内的布索方案，研究了4种方案下预应力拱结构的静力及稳定性能，分别从结构位移的减小、索初始预拉力值的高低、水平支反力的降幅、杆件内力分布的均匀性及结构稳定性的提高5个方面与未布索立体桁架拱作了综合对比.结果表明，按照桁架拱在极限荷载作用下的屈曲形态布置撑杆拉索能够最有效地改善拱的静力性能，提高其稳定极限承载力.另外，由对预应力桁架拱的失稳模态分析发现，拉索通过撑杆对结构施加预应力能更有效地约束结构的整体变形.     

新型山药收获机下支撑支架的设计与分析

山药收获机下支撑支架是根据主旋转支撑装置的离地高度和开沟深度设计的,在实际作业过程中,链刀切削阻力、螺旋刀切割阻力、输送机构支撑力、油缸的推拉力最终都由下支撑支架承载,作用力较为复杂,容易发生变形和断裂;且链刀切入土壤产生的振动、链节和链轮齿的啮合会给链传动带来工作的不平稳性和有规律的振动,可能会引起共振。为此,在进行山药收获机工作装置设计时,首先采用有限元方法对下支撑支架进行静力学分析,并在静力学分析的基础之上对其进行预应力模态分析,以评估设计的合理性,对结构进行优化。