【摘要】：利用ANSYS Workbench軟件對(duì)立式香蕉秸稈粉碎還田機(jī)機(jī)架的三維參數(shù)模型進(jìn)行模態(tài)分析,檢驗(yàn)立式香蕉秸稈粉碎還田機(jī)的作業(yè)可靠度。為了防止共振的發(fā)生,采用錯(cuò)開激勵(lì)源頻率的方法,對(duì)機(jī)架結(jié)構(gòu)分兩個(gè)階段進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明:增加機(jī)架后擋板的鋼板厚度或減少機(jī)架側(cè)擋板及蓋板的鋼板厚度皆可提高機(jī)架的固有頻率;機(jī)架在質(zhì)量減小9%的情況下,1階固有頻率將增加28%,作業(yè)可靠度將得到顯著提高。
【圖文】：

建立參數(shù)模型，機(jī)架長(zhǎng)×寬×高為1770mm×1600mm×326mm，機(jī)架整體由厚度6mm的A3鋼板焊接而成，頂部用同樣厚度的矩形鋼管加強(qiáng)，如圖1所示。機(jī)架與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛方式連接，前懸掛由槽鋼及懸掛耳組成，并與機(jī)殼主體采用螺栓連接方式緊固連接。選用ANSYSWorkbench的CAE分析環(huán)境對(duì)機(jī)架的三維參數(shù)模型進(jìn)行模態(tài)分析。1．前擋板2．機(jī)蓋3．加強(qiáng)鋼管4．后懸掛5．后擋板6．左側(cè)板7．前懸掛圖1立式香蕉秸稈粉碎還田機(jī)機(jī)架參數(shù)模型Fig．1Parametermodeloftherackofverticalflailbananastalkcrushingmachine2．2有限元建模及裝配體網(wǎng)格劃分參數(shù)模型導(dǎo)入至Workbench之后，首先進(jìn)行網(wǎng)格劃分。為了縮短求解計(jì)算時(shí)間及保證網(wǎng)格劃分質(zhì)量，在確保不影響模態(tài)分析精度的前提下，對(duì)機(jī)架模型中的一些微小特征進(jìn)行合理簡(jiǎn)化。由于機(jī)架中的前懸掛與機(jī)殼主體采用螺栓緊固連接，將兩個(gè)零件接觸面間的接觸看作無相對(duì)滑動(dòng)，也無法向相對(duì)分離的接觸方式，所以在模態(tài)分析模塊中定義兩零件接觸面接觸類型為Bonded接觸。機(jī)架整體采用A3鋼板(Q235鋼)焊接而成，質(zhì)量約為245．89kg。在軟件中設(shè)置Q235鋼材料屬性，如表1所示。表1機(jī)架材料屬性參數(shù)Table1Materialpropertiesofrack材料名稱質(zhì)量密度/kg·m－3泊松比彈性模量/N·m－2Q2357．85×1030．2742．10×1011采用Automatic劃分法對(duì)實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并通過Sizing選項(xiàng)來提高網(wǎng)格劃分精度。其中elementsize設(shè)置為30mm，結(jié)構(gòu)單元類型為Solid187。劃分結(jié)果中，網(wǎng)格模型包含節(jié)點(diǎn)88380個(gè)，單元43911個(gè)。2．3邊界條件的設(shè)置模態(tài)分析中有兩種設(shè)置邊界條件的方式:施加約束條件及不施加約束條件［5］。香蕉秸稈粉碎還田機(jī)為懸掛式農(nóng)用機(jī)械，，在實(shí)際作業(yè)過程中與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛方

釒志鄐�。其謭Qlementsize設(shè)置為30mm，結(jié)構(gòu)單元類型為Solid187。劃分結(jié)果中，網(wǎng)格模型包含節(jié)點(diǎn)88380個(gè)，單元43911個(gè)。2．3邊界條件的設(shè)置模態(tài)分析中有兩種設(shè)置邊界條件的方式:施加約束條件及不施加約束條件［5］。香蕉秸稈粉碎還田機(jī)為懸掛式農(nóng)用機(jī)械，在實(shí)際作業(yè)過程中與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛方式連接。故根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)機(jī)架的前懸掛外側(cè)面及后懸掛內(nèi)側(cè)面采用固定約束方式約束。2．4模態(tài)提取機(jī)架的低階模態(tài)是其動(dòng)態(tài)特性的主要參數(shù)，采用BlockLanczos分塊求解法［6］提取機(jī)架的前6階模態(tài)參數(shù)，模態(tài)振型如圖2所示;固有頻率和振型如表2所示。圖2機(jī)架的6階模態(tài)振型圖Fig．2First6vibrationmodeofrack·47·2017年5月農(nóng)機(jī)化研究第5期
【作者單位】： 海南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;
【基金】：公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201503136-3) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51565010) 海南省自然基金項(xiàng)目(20163038)
【分類號(hào)】：S224.29

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2521742