發(fā)布時(shí)間：2020-07-17 01:12

【摘要】：深松鏟是深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)的關(guān)鍵部件,廣泛應(yīng)用于旱地農(nóng)作物、甘蔗、牧草種植等作業(yè)中。目前國(guó)內(nèi)各地區(qū)、各種植作物所依賴的土壤環(huán)境差異較大,深松鏟的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不能滿足差異需求,容易引起零件的疲勞損傷和失效,這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是靜態(tài)領(lǐng)域的強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法,該方法將動(dòng)載荷的影響利用動(dòng)載荷系數(shù)轉(zhuǎn)化為靜載荷增加了設(shè)計(jì)載荷的大小,但由于無(wú)法反映載荷信號(hào)的變化規(guī)律,也就無(wú)法估算因載荷的作用順序、均幅值的大小、均幅值循環(huán)頻次對(duì)零部件造成的損傷,導(dǎo)致設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算零件的強(qiáng)度,因此引入了動(dòng)態(tài)領(lǐng)域的載荷譜的編制。零件的載荷譜是能反映零件工作時(shí)的受載情況,且具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的載荷歷程。載荷譜不但可以用載荷時(shí)間歷程表示,還可以表現(xiàn)為圖表、矩陣、概率分布以及頻譜圖等形式,本文在借鑒汽車(chē)、航空及其他工程機(jī)械領(lǐng)域的載荷譜研究后,設(shè)計(jì)并開(kāi)展了農(nóng)業(yè)機(jī)械——深松鏟的載荷譜編制研究,為深松鏟的設(shè)計(jì)與優(yōu)化以及可靠性分析等提供數(shù)據(jù)與理論依據(jù)。本文主要工作內(nèi)容和結(jié)論有以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)深松鏟的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程中的受力情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析與論證,得出了深松鏟兩部分結(jié)構(gòu)的理論上的受力值:鏟尖部分為2467N,鏟柄部分為4975N。并以此為依據(jù)進(jìn)行了有限元分析,得出了深松鏟的應(yīng)力應(yīng)變分布情況,進(jìn)而確定了其結(jié)構(gòu)損傷點(diǎn)在距離鏟柄頂端85mm處。(2)基于深松鏟的受力分析,確定了深松鏟載荷測(cè)試總體設(shè)計(jì)方案,包括深松鏟固定裝置和三點(diǎn)懸掛裝置的改制、測(cè)點(diǎn)位置及應(yīng)變片布片方式、整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的搭建、載荷測(cè)試試驗(yàn)等幾個(gè)方面,最終進(jìn)行了深松鏟的各載荷分量的測(cè)試試驗(yàn),得出了各工況的隨機(jī)載荷信號(hào)。(3)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了干擾噪聲和誤差的剔除處理,確保了載荷數(shù)據(jù)的可靠性與有效性。對(duì)預(yù)處理之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了平穩(wěn)性檢驗(yàn)和輪次檢驗(yàn),確定了數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性特點(diǎn),為深松鏟載荷譜的編制方法和工況比例的確定提供了理論依據(jù)。(4)運(yùn)用雨流計(jì)數(shù)法進(jìn)行了循環(huán)頻次的統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù),得出了深松鏟載荷信號(hào)的均、幅值頻次柱狀圖,對(duì)均、幅值—頻次的概率密度函數(shù)進(jìn)行參數(shù)估計(jì),運(yùn)用參數(shù)外推法將循環(huán)頻次外推到10~6次,并對(duì)均幅值進(jìn)行極值推斷。以深度為25cm、30cm、35cm各占1/3的比例合成最終的載荷工況,得到了深松鏟組合工況下各測(cè)點(diǎn)的二維八級(jí)載荷譜。最終運(yùn)用波動(dòng)中心法得出了適用于試驗(yàn)室加載的一維程序載荷譜,具體為:正向彎曲載荷譜、側(cè)向彎曲載荷譜、側(cè)向拉伸載荷譜的波動(dòng)中心分別為3516MPa、30MPa、45MPa,其各自的載荷循環(huán)累積頻次分別為277671次、247565次、289693次,其各自的最大幅值為8744MPa、264MPa、392MPa,將最大幅值按非等間隔法處理得到8個(gè)等級(jí),試驗(yàn)室程序加載時(shí)將幅值按等級(jí)疊加在不變的波動(dòng)中心上。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S222
【圖文】：

荷測(cè)試系統(tǒng)也必然不同。要進(jìn)行深松鏟點(diǎn)進(jìn)行受力分析，分別得到深松鏟柄和求解提供理論基礎(chǔ)。受力程中，整個(gè)深松鏟部件的入土部分都被切割下的土壤會(huì)受到深松鏟的擠壓接觸土壤的刃口之間的摩擦作用，以擾動(dòng)現(xiàn)象并因深松鏟的不同速度梯度作時(shí)的受力情況如圖 2-1 所示。

圖 2-7 深松鏟三維模型Fig. 2-7 3D model of the deep loosening shovel后，先對(duì) SolidWorks 和 ANSYS 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以保到 ANSYS 中，并保證了模型的完整性和可用性圖 2-8 關(guān)聯(lián)完成的 SolidWorks 界面

圖 2-7 深松鏟三維模型Fig. 2-7 3D model of the deep loosening shovel完成實(shí)體建模后，先對(duì) SolidWorks 和 ANSYS 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以保證能將深松鏟的三維模型順利的導(dǎo)入到 ANSYS 中，并保證了模型的完整性和可用性，如圖 2-8 所示。

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