脫粒機機架是谷物聯(lián)合收割機上重要的承載裝置,承載著來自脫粒系統(tǒng)、清選系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)的各種載荷及所引起的振動。因此,機架具有良好的結(jié)構(gòu)特性對整個收割機的產(chǎn)品質(zhì)量有著重要意義。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,對收割機的性能要求越來越高,傳統(tǒng)的設計分析方法有很大的局限性,很難滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械的設計要求。隨著有限元技術(shù)的不斷發(fā)展,為我們解決此類問題提供了十分有效的方法。運用有限元法,能夠全面的對相關(guān)產(chǎn)品進行全面的分析與評價,有助于提升研發(fā)效率,確保產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。有限元法在國外已得到了廣泛的運用。本文以星光公司某型號的谷物聯(lián)合收割機為研究對象。根據(jù)其實際結(jié)構(gòu),運用Pro/E軟件建立機架的三維模型,并通過與有限元分析軟件ANSYS Workbench的接口,將模型導入有限元分析軟件中,建立機架的有限元模型。對機架進行有限元靜力學分析,研究了收割機各個裝置之間的動力傳遞路線,計算了由齒輪傳動、齒鏈傳動所產(chǎn)生的附加載荷。結(jié)合各裝置的實際安裝位置,機架的約束條件,確定了機架靜力學分析的邊界條件。對機架的靜態(tài)分析或得了機架的應力、及變形的分布情況,對機架進行靜強度校核,發(fā)現(xiàn)機架靜強度滿足使用要求,但強度富余量不大。在靜力學分析的基礎上,采用拓撲優(yōu)化方法對機架進行優(yōu)化,在確保機架強度的條件下,以機架質(zhì)量為優(yōu)化目標函數(shù),此方法能有效減少機架不必要的質(zhì)量,為以后的機架設計提供了參考方向。對機架進行有限元模態(tài)分析與試驗模態(tài)分析。以有限元模態(tài)分析結(jié)果指導試驗模態(tài)分析,既充分利用了有限元模態(tài)分析便捷、高效的特點,又通過試驗模態(tài)驗證了計算模態(tài)的正確性與有限元模型的合理性。運用有限元分析軟件中的模態(tài)分析模塊,對機架進行了帶預應力的模態(tài)分析,它更能反映出機架在實際工況下的模態(tài)特性。分析結(jié)果展示了機架前六階的固有頻率、振型云圖與最大振動變形量。并與發(fā)動機、脫粒滾筒、路面激勵等外部激勵頻率進行對比,驗證機架是否能有效避免振動發(fā)生。對機架進行試驗模態(tài)分析,建立了模態(tài)試驗測試系統(tǒng),采用時域法識別了機架的模態(tài)參數(shù)。將試驗結(jié)果與有限元分析結(jié)果進行比對,對固有頻率的比對是采用誤差分析法,經(jīng)計算,誤差在許可范圍內(nèi)。對振型的比對是直觀比較法,兩者振型具有相似性。與星光公司實際機型對比,結(jié)果表明有限元分析結(jié)果具有較高的可信度,有限元模型合理。本文的研究結(jié)果為分析收割機機架的靜態(tài)特性、動態(tài)特性、結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定了基礎,更深一步的多目標函數(shù)優(yōu)化,結(jié)構(gòu)瞬態(tài)分析等,可以此為基礎進一步深入進行。此外,對收割機企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)也具有一定指導意義。
【學位單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S225.3
【部分圖文】：

技術(shù)

不同形狀的網(wǎng)格

節(jié)點示意圖

【參考文獻】

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本文編號：2819612