【摘要】：花生收獲機(jī)是花生生產(chǎn)機(jī)械化的重要設(shè)備，而摘果機(jī)構(gòu)是其最為關(guān)鍵的功能部件之一，摘果機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理及參數(shù)選擇是否恰當(dāng)將直接影響到花生收獲機(jī)的破碎率和凈摘率等性能指標(biāo)。因此，對(duì)花生收獲機(jī)摘果機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化已成為花生收獲裝備制造行業(yè)中的研究重點(diǎn)。 目前，我國(guó)花生收獲機(jī)摘果機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化仍主要依靠傳統(tǒng)的田間試驗(yàn)方法或理論解析方法，，而前者耗費(fèi)人力物力財(cái)力且對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)缺乏指導(dǎo)作用，后者的應(yīng)用局限性也很大。近幾年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元仿真技術(shù)已在農(nóng)機(jī)裝備設(shè)計(jì)和制造中得到廣泛應(yīng)用，并取得了良好效果。本文應(yīng)用有限元仿真技術(shù)對(duì)花生收獲機(jī)摘果機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，借助ABAQUS有限元軟件對(duì)花生收獲機(jī)摘果物理過(guò)程進(jìn)行仿真分析，以洞察和分析該過(guò)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(yàn)研究驗(yàn)證模擬分析有效性及合理性的基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元技術(shù)對(duì)花生收獲機(jī)摘果機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 首先，論文對(duì)花生收獲機(jī)摘果物理過(guò)程碰撞沖擊特性進(jìn)行分析，提出了解決該動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題的基本分析方法，并對(duì)其中的數(shù)值計(jì)算方法及其有限元實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了重點(diǎn)研究；進(jìn)一步確定了花生收獲機(jī)摘果物理過(guò)程有限元分析研究方案，提出了應(yīng)用ABAQUS進(jìn)行仿真分析的關(guān)鍵技術(shù)。 其次，依據(jù)花生收獲機(jī)摘果輥筒及花生莢果的實(shí)際結(jié)構(gòu)形式及尺寸，預(yù)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(jìn)行了摘果物理過(guò)程的模擬仿真，最后在后處理模塊中完成了結(jié)果的查詢、處理及分析，得到了輥筒葉片對(duì)花生莢果的沖擊力數(shù)值。 進(jìn)而，在掌握花生收獲機(jī)摘果機(jī)構(gòu)工作原理的基礎(chǔ)上，確定了摘果物理過(guò)程的試驗(yàn)研究方案，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了摘果試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，完成了花生收獲機(jī)摘果物理過(guò)程的試驗(yàn)研究，并借助動(dòng)態(tài)力測(cè)量顯示系統(tǒng)完成了此過(guò)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(duì)花生莢果的沖擊力試驗(yàn)數(shù)值，并在對(duì)比分析沖擊力試驗(yàn)數(shù)值與模擬數(shù)值后，說(shuō)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(shù)，在總結(jié)花生植株力學(xué)特性的基礎(chǔ)之上，對(duì)影響花生收獲機(jī)摘果性能的主要工作參數(shù)——摘果輥筒的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)選，確定了摘果輥筒的最佳轉(zhuǎn)速范圍；探究了摘果輥筒葉片重疊度對(duì)摘果破碎率的影響機(jī)理，并在分析現(xiàn)有輥筒葉片結(jié)構(gòu)弊端的基礎(chǔ)上，以降低摘果破碎率為目標(biāo)對(duì)輥筒葉片進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)，研究形成了花生收獲機(jī)高效摘果系統(tǒng)。
【圖文】：

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

青 島 理 工 大 學(xué) 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文組成，其工作過(guò)程簡(jiǎn)圖如上圖 1-1 所示。輥筒封閉在機(jī)蓋之中，工作時(shí)將帶花生莢果的花生秧蔓由秧蔓置，在旋轉(zhuǎn)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(jī)一般用于花生的分段收獲，在我國(guó)北方應(yīng)用較多后的花生秧蔓上摘果，方便制造，使用簡(jiǎn)單，且摘果效率是人以上[12]，但其缺點(diǎn)是易造成秧蔓纏繞、堵塞。半喂入式花生摘果機(jī)入式花生摘果機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、摘果系統(tǒng)、清選系統(tǒng)等組成如下圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S225.73

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：2661307