【摘要】：花生收獲機是花生生產(chǎn)機械化的重要設備，而摘果機構是其最為關鍵的功能部件之一，摘果機構的結構設計是否合理及參數(shù)選擇是否恰當將直接影響到花生收獲機的破碎率和凈摘率等性能指標。因此，對花生收獲機摘果機構的設計與優(yōu)化已成為花生收獲裝備制造行業(yè)中的研究重點。 目前，我國花生收獲機摘果機構的設計及優(yōu)化仍主要依靠傳統(tǒng)的田間試驗方法或理論解析方法，，而前者耗費人力物力財力且對結構的設計與改進缺乏指導作用，后者的應用局限性也很大。近幾年，隨著計算機技術的發(fā)展，有限元仿真技術已在農(nóng)機裝備設計和制造中得到廣泛應用，并取得了良好效果。本文應用有限元仿真技術對花生收獲機摘果機構進行優(yōu)化設計，借助ABAQUS有限元軟件對花生收獲機摘果物理過程進行仿真分析，以洞察和分析該過程中接觸位移及沖擊作用力等局部物理現(xiàn)象，并在經(jīng)試驗研究驗證模擬分析有效性及合理性的基礎上，應用有限元技術對花生收獲機摘果機構進行優(yōu)化設計。 首先，論文對花生收獲機摘果物理過程碰撞沖擊特性進行分析，提出了解決該動態(tài)響應問題的基本分析方法，并對其中的數(shù)值計算方法及其有限元實現(xiàn)進行了重點研究；進一步確定了花生收獲機摘果物理過程有限元分析研究方案，提出了應用ABAQUS進行仿真分析的關鍵技術。 其次，依據(jù)花生收獲機摘果輥筒及花生莢果的實際結構形式及尺寸，預先在ABAQUS/CAE前處理模塊中建立了兩者的有限元模型，然后提交至ABAQUS/Explicit顯式處理器進行了摘果物理過程的模擬仿真，最后在后處理模塊中完成了結果的查詢、處理及分析，得到了輥筒葉片對花生莢果的沖擊力數(shù)值。 進而，在掌握花生收獲機摘果機構工作原理的基礎上，確定了摘果物理過程的試驗研究方案，創(chuàng)新設計了摘果試驗臺系統(tǒng)，完成了花生收獲機摘果物理過程的試驗研究，并借助動態(tài)力測量顯示系統(tǒng)完成了此過程中的力值數(shù)據(jù)采集，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析后，得到了輥筒葉片對花生莢果的沖擊力試驗數(shù)值，并在對比分析沖擊力試驗數(shù)值與模擬數(shù)值后，說明了有限元模擬分析的有效性及合理性。 最后，借助有限元仿真技術，在總結花生植株力學特性的基礎之上，對影響花生收獲機摘果性能的主要工作參數(shù)——摘果輥筒的轉速進行了參數(shù)優(yōu)選，確定了摘果輥筒的最佳轉速范圍；探究了摘果輥筒葉片重疊度對摘果破碎率的影響機理，并在分析現(xiàn)有輥筒葉片結構弊端的基礎上，以降低摘果破碎率為目標對輥筒葉片進行了結構改進，創(chuàng)新設計了一種徑向位移及葉片重疊度可調(diào)的防破碎新型摘果輥筒結構，研究形成了花生收獲機高效摘果系統(tǒng)。
【圖文】：

本文提出采用有限元仿真技術研究花生收獲機的摘果元計算軟件ABAQUS對花生收獲機摘果物理過程進行有限摘果物理過程的試驗研究來驗證模擬分析的合理性及有效果輥筒進行關鍵工作及結構參數(shù)優(yōu)化，為高效高性能花生依據(jù)和技術支持。獲機摘果裝置概述裝置的類型及原理果機是花生收獲機械中最重要的裝置之一，一般用于花生和收集等作業(yè)過程[11]。按照花生莢果喂入方式的不同，花喂入式摘果機和半喂入式摘果機[2]兩種類型。喂入式花生摘果機

青 島 理 工 大 學 工 學 碩 士 學 位 論 文組成，其工作過程簡圖如上圖 1-1 所示。輥筒封閉在機蓋之中，工作時將帶花生莢果的花生秧蔓由秧蔓置，在旋轉摘果輥筒及固定凹板篩的作用下花生莢果脫離秧柄果收集箱，而蔓葉、秧柄、斷枝斷葉等則由排雜口排出，完成型花生摘果機一般用于花生的分段收獲，在我國北方應用較多后的花生秧蔓上摘果，方便制造，使用簡單，且摘果效率是人以上[12]，但其缺點是易造成秧蔓纏繞、堵塞。半喂入式花生摘果機入式花生摘果機主要由傳動系統(tǒng)、摘果系統(tǒng)、清選系統(tǒng)等組成如下圖 1-2 所示。
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S225.73

【參考文獻】

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本文編號：2661307