【摘要】：國內外對于噴灌機的研制多集中于大型中心支軸式噴灌機和平移式噴灌機,兩者均具有節(jié)水效果好、自動化程度高、灌溉效果均勻等優(yōu)勢。但其上百米的跨度決定了其適用地域多為大型農場,目前在我國西北地區(qū)仍以小農經濟經營模式為主的現(xiàn)狀下,大型噴灌機難以在地寬不足50m的農田施展。鑒于此,適用于小型農田灌溉的輕小型噴灌機亟待出現(xiàn)。桁架結構作為噴灌機的主要支撐體系,為噴灌機的平穩(wěn)運行提供了必要保證。本文便以大型噴灌機桁架結構型式為基礎,結合西北地區(qū)農田灌溉實際需求,設計出一款輕小型平移式噴灌機的桁架結構,以期在結構穩(wěn)定的同時滿足經濟性的要求。本文主要的研究內容及研究結果如下:(1)為了解現(xiàn)有大型噴灌機桁架結構構造的合理性與不足之處,需對其各桿件受力情況作性能分析。根據(jù)對市場主流噴灌機的調查,選取出兩種代表機型:維蒙特中心支軸式噴灌機與沃達爾平移式噴灌機。本章以兩者的單跨結構為基礎模型,利用有限元ANSYS軟件,對比分析兩者在不同工況下各節(jié)點位移和各桿件受力情況。并借助Davenport譜,對脈動風荷載對結構的影響作了簡要探討。結果表明:維蒙特噴灌機的穩(wěn)定性較沃達爾噴灌機更加優(yōu)良。該種噴灌機的桁架結構(拱梁—拉筋式)構造合理,風荷載對于結構的側向穩(wěn)定性影響較大。(2)根據(jù)維蒙特中心支軸式噴灌機桁架結構的構造型式,結合西北地區(qū)實際土地面積大小,初步構造出一款輕小型平移式噴灌機桁架結構。在此基礎上,研究結構參數(shù)(矢高比、高跨比和撐桿數(shù)目)對整機結構性能的影響,最終確定出合理的桁架結構構造尺寸。結果表明:在綜合考慮桁架穩(wěn)定性與經濟性的前提下,該模型的矢高比建議選取在0.4~0.45之間,高跨比建議選取在0.03~0.035之間,撐桿數(shù)目建議選取5組(即25根角鋼)為宜。(3)基于輕小型噴灌機桁架結構型式的初步確定,利用ANSYS軟件優(yōu)化模塊中的零階算法,通過建立數(shù)學模型,確定設計變量、狀態(tài)變量、目標函數(shù),和優(yōu)化求解的過程,對噴灌機桁架結構進行截面尺寸優(yōu)化設計,最終得到同時滿足穩(wěn)定性與經濟性的輕小型平移式噴灌機桁架結構。結果表明:桁架結構尺寸優(yōu)化效果較為明顯,輕小型平移式噴灌機桁架結構可滿足輕便性、穩(wěn)定性與經濟性的要求。
【圖文】：

技術路線圖

維蒙特中心支軸式噴灌機與沃達爾平移式噴灌機
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S277.94

【參考文獻】

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本文編號：2615905