收割機底盤機架結構優(yōu)化及疲勞壽命研究
發(fā)布時間：2020-12-27 13:24
隨著我國農業(yè)朝著集約化、機械化的方向發(fā)展,農機作為農業(yè)生產中的重要生產要素之一,越來越受到國家的重視。收割機是重要的農業(yè)機械品種,提高我國收割機的使用性能對農業(yè)生產有著深遠影響。收割機的工作環(huán)境惡劣,這對作為收割機最主要的支撐部件底盤機架提出嚴格的要求。對收割機底盤機架進行優(yōu)化設計和疲勞分析能夠減輕收割機的整體重量、保證收割機可靠性,對于提高收割機工作性能、保證收割機的質量具有重要的意義。研究首先進行收割機底盤機架的建模工作,結合實際情況對三維模型進行簡化處理;以收割機底盤機架的三維模型為基礎建立底盤機架的有限元模型,并進行靜態(tài)分析和模態(tài)分析,通過對結果的分析發(fā)現原始機架有較大的優(yōu)化空間,為之后的優(yōu)化工作做準備;通過正弦波疊加法,編制了鄉(xiāng)村道路的路面譜文件,得到軟路面有效路面譜,以路面文件作為輸入建立收割機的多剛體動力學模型,模擬收割機在鄉(xiāng)間道路上行駛的工況,得到收割機的載荷-時間歷程,綜合底盤機架的具體參數進行疲勞壽命分析;最后對底盤機架進行拓撲優(yōu)化,對優(yōu)化后的機架進行靜態(tài)分析和模態(tài)分析,與原始相關數據對比,優(yōu)化之后的底盤機架實現了輕量化的目標,應力情況也得到改善。
【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校
【文章頁數】：89 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
收割機底盤機架側視圖
圖 2.5 收割機底盤機架三維模型2.2.2 收割機底盤機架模型網格劃分將得到的三維收割機底盤模型導入到Hypermesh中，將參數Scale factor設置保持輸入模型的尺寸不發(fā)生變化。由于該型收割機底盤機架的零部件都是梁結構或者由板材加工而成，零件方向上的數值遠小于其在長度和寬度上的數值，因此適合使用 Shell 單元進行收割機底盤機架的網格劃分分為以下幾步：（1）抽取中面使用 Midsurface 面板實現中面的提取，選擇 Solid Subpanel 來提取代表體表面中面。（2）中面的幾何清理使用 Defeature 面板進行幾何清理，使用該功能可以刪除中面中存在的工還可以刪除表面以及表面邊界上的倒角，保證面的平順性。使用 Surface Editor 輯中面，使用 Edge Editor 縫合自由邊，最終完成前處理的幾何清理工作。
性待分析區(qū)域的頂點必須是網格的節(jié)點，待分析區(qū)域的邊界為網格的所逼近。網格的劃分最好選擇正多邊形，網格單元之間的銜接應該盡量平滑性，在幾何形狀、邊界條件變化大的部位網格密度應該適度增加[2架各個零件之間主要采用平焊和角焊的焊接方式，在有限元仿真中能與母材相同，假設焊接是等強度焊接。因此可以使用殼單元模擬性與焊接部件屬性相同即可，該方法能滿足焊接部件網格之間的協(xié)構復雜處難以使用殼單元模擬焊縫，用 Rbe2 單元代替殼單元也能接的部件的目的。格質量檢查分析的誤差主要來自兩個方面，一方面是計算誤差，另一方面是模誤差[26]，具體分類方式如圖 2.6。計算誤差指的是有限元計算時采產生的誤差，不能通過調整網格的形狀得到有效的解決。前處理階檢查主要是針對模型誤差進行的。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]農田地面不平度測量與分析[J]. 徐竹鳳,薛新宇,崔龍飛. 農機化研究. 2017(01)
[2]聯合收割機底盤可靠性分析與評價方法研究[J]. 居青壽. 農業(yè)與技術. 2016(16)
[3]農田地面振動譜的研究綜述[J]. 徐竹鳳,薛新宇,崔龍飛,周學劍. 中國農機化學報. 2016(07)
[4]土地流轉將對我國拖拉機行業(yè)產生哪些影響[J]. 吳勇,王建軍,蘇明慧,張國梁,劉杰. 農業(yè)機械. 2016(05)
[5]路面不平度等級評價指標的建立及量化分析[J]. 張存巍,陳瑞青. 北方交通. 2016(04)
[6]基于時域模型的路面隨機激勵模擬[J]. 朱月風,王倩. 公路與汽運. 2015(02)
[7]自走式谷物聯合收割機發(fā)展現狀及趨勢分析[J]. 陳慶文,韓增德,崔俊偉,王國新,喬曉東,張子瑞,韓科立,甘邦興. 中國農業(yè)科技導報. 2015(01)
[8]國外提升農業(yè)生產效率對中國的啟示與借鑒——以美國、日本、澳大利亞等國為例[J]. 劉宇航,張洪晨,王志丹,吳敬學. 世界農業(yè). 2015(02)
[9]農業(yè)機械化新技術的應用現狀及前景[J]. 孟憲旭. 農業(yè)技術與裝備. 2015(01)
[10]軟路面下非公路車輛操縱穩(wěn)定性分析[J]. 侯偉,董志軍,侯青. 機電一體化. 2014(07)
博士論文
[1]車輛疲勞耐久性分析、試驗與優(yōu)化關鍵技術研究[D]. 吳道俊.合肥工業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]玉米收獲機底盤車架強度分析及疲勞壽命研究[D]. 周林.中國農業(yè)機械化科學研究院 2015
[2]轎車車身剛度及模態(tài)分析研究[D]. 張雷.合肥工業(yè)大學 2007
本文編號：2941810
【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校
【文章頁數】：89 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
收割機底盤機架側視圖
圖 2.5 收割機底盤機架三維模型2.2.2 收割機底盤機架模型網格劃分將得到的三維收割機底盤模型導入到Hypermesh中，將參數Scale factor設置保持輸入模型的尺寸不發(fā)生變化。由于該型收割機底盤機架的零部件都是梁結構或者由板材加工而成，零件方向上的數值遠小于其在長度和寬度上的數值，因此適合使用 Shell 單元進行收割機底盤機架的網格劃分分為以下幾步：（1）抽取中面使用 Midsurface 面板實現中面的提取，選擇 Solid Subpanel 來提取代表體表面中面。（2）中面的幾何清理使用 Defeature 面板進行幾何清理，使用該功能可以刪除中面中存在的工還可以刪除表面以及表面邊界上的倒角，保證面的平順性。使用 Surface Editor 輯中面，使用 Edge Editor 縫合自由邊，最終完成前處理的幾何清理工作。
性待分析區(qū)域的頂點必須是網格的節(jié)點，待分析區(qū)域的邊界為網格的所逼近。網格的劃分最好選擇正多邊形，網格單元之間的銜接應該盡量平滑性，在幾何形狀、邊界條件變化大的部位網格密度應該適度增加[2架各個零件之間主要采用平焊和角焊的焊接方式，在有限元仿真中能與母材相同，假設焊接是等強度焊接。因此可以使用殼單元模擬性與焊接部件屬性相同即可，該方法能滿足焊接部件網格之間的協(xié)構復雜處難以使用殼單元模擬焊縫，用 Rbe2 單元代替殼單元也能接的部件的目的。格質量檢查分析的誤差主要來自兩個方面，一方面是計算誤差，另一方面是模誤差[26]，具體分類方式如圖 2.6。計算誤差指的是有限元計算時采產生的誤差，不能通過調整網格的形狀得到有效的解決。前處理階檢查主要是針對模型誤差進行的。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]農田地面不平度測量與分析[J]. 徐竹鳳,薛新宇,崔龍飛. 農機化研究. 2017(01)
[2]聯合收割機底盤可靠性分析與評價方法研究[J]. 居青壽. 農業(yè)與技術. 2016(16)
[3]農田地面振動譜的研究綜述[J]. 徐竹鳳,薛新宇,崔龍飛,周學劍. 中國農機化學報. 2016(07)
[4]土地流轉將對我國拖拉機行業(yè)產生哪些影響[J]. 吳勇,王建軍,蘇明慧,張國梁,劉杰. 農業(yè)機械. 2016(05)
[5]路面不平度等級評價指標的建立及量化分析[J]. 張存巍,陳瑞青. 北方交通. 2016(04)
[6]基于時域模型的路面隨機激勵模擬[J]. 朱月風,王倩. 公路與汽運. 2015(02)
[7]自走式谷物聯合收割機發(fā)展現狀及趨勢分析[J]. 陳慶文,韓增德,崔俊偉,王國新,喬曉東,張子瑞,韓科立,甘邦興. 中國農業(yè)科技導報. 2015(01)
[8]國外提升農業(yè)生產效率對中國的啟示與借鑒——以美國、日本、澳大利亞等國為例[J]. 劉宇航,張洪晨,王志丹,吳敬學. 世界農業(yè). 2015(02)
[9]農業(yè)機械化新技術的應用現狀及前景[J]. 孟憲旭. 農業(yè)技術與裝備. 2015(01)
[10]軟路面下非公路車輛操縱穩(wěn)定性分析[J]. 侯偉,董志軍,侯青. 機電一體化. 2014(07)
博士論文
[1]車輛疲勞耐久性分析、試驗與優(yōu)化關鍵技術研究[D]. 吳道俊.合肥工業(yè)大學 2012
碩士論文
[1]玉米收獲機底盤車架強度分析及疲勞壽命研究[D]. 周林.中國農業(yè)機械化科學研究院 2015
[2]轎車車身剛度及模態(tài)分析研究[D]. 張雷.合肥工業(yè)大學 2007
本文編號：2941810
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