玉米是我國(guó)三大糧食作物之一，但當(dāng)前我國(guó)玉米機(jī)械化收獲的發(fā)展卻相對(duì)落后，因此大力發(fā)展玉米收獲機(jī)械尤為重要。底盤(pán)車(chē)架作為玉米聯(lián)合收割機(jī)的承載基體，不僅要固定其它零部件，而且還要承受收割機(jī)行駛過(guò)程中所受到的各種載荷，所以車(chē)架結(jié)構(gòu)性能的好壞直接關(guān)系到整機(jī)的可靠性和安全性。隨著有限元理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，有限元法越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于不同行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。運(yùn)用有限元技術(shù)對(duì)車(chē)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能分析，對(duì)提高整車(chē)的性能、降低設(shè)計(jì)與制造成本、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都具有重要意義。 本文總體分析了國(guó)內(nèi)外各種類(lèi)型玉米收割機(jī)的應(yīng)用情況，以應(yīng)用十分廣泛的自走式玉米聯(lián)合收割機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)整機(jī)和關(guān)鍵工作零部件的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析研究。 在此基礎(chǔ)上，本文主要針對(duì)玉米聯(lián)合收割機(jī)的底盤(pán)車(chē)架進(jìn)行了有限元受力分析、強(qiáng)度試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和模態(tài)分析。首先，結(jié)合底盤(pán)車(chē)架的實(shí)際結(jié)構(gòu)，合理地建立了其三維幾何模型，并采用實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分得到了有限元模型。其次，通過(guò)約束邊界條件、加載和求解得到了車(chē)架在果穗箱空載和滿(mǎn)載兩種工況下的應(yīng)力分布和變形情況；另外，還對(duì)車(chē)架進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比后，驗(yàn)證了有限元分析方法和結(jié)果的正確性。然后，在有限元受力分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行了尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)校核可知優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)不僅體積有了一定下降，而且滿(mǎn)足了車(chē)架材料的屈服極限。最后，論文還對(duì)優(yōu)化后的車(chē)架進(jìn)行了模態(tài)分析，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到了車(chē)架結(jié)構(gòu)的前八階固有頻率和振型，并對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行校核分析，避免了可能由共振引起的危害。 研究結(jié)果表明，利用有限元法對(duì)底盤(pán)車(chē)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以為車(chē)架的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供理論參考，具有較好的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類(lèi)】：S225.51
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外玉米收割機(jī)和底盤(pán)車(chē)架的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 玉米收割機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 底盤(pán)車(chē)架研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)
    1.4 本文章節(jié)安排
第2章 玉米收割機(jī)總體分析
    2.1 玉米收割機(jī)的分類(lèi)
    2.2 玉米收割機(jī)的工作原理
    2.3 關(guān)鍵工作零部件機(jī)械結(jié)構(gòu)
        2.3.1 割臺(tái)
        2.3.2 剝皮裝置
        2.3.3 秸稈切碎裝置
    2.4 本章小結(jié)
第3章 底盤(pán)車(chē)架有限元模型的建立
    3.1 有限元理論基礎(chǔ)
        3.1.1 有限元法基本理論
        3.1.2 ANSYS 軟件介紹
        3.1.3 軟件運(yùn)行平臺(tái)
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 材料屬性確定
        3.2.2 實(shí)體模型的建立
        3.2.3 單元選擇及網(wǎng)格劃分
    3.3 本章小結(jié)
第4章 底盤(pán)車(chē)架靜態(tài)受力分析及試驗(yàn)研究
    4.1 靜態(tài)受力分析
        4.1.1 靜力分析基本理論
        4.1.2 載荷及邊界條件設(shè)置
        4.1.3 靜力分析結(jié)果
    4.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究
        4.2.1 試驗(yàn)原理
        4.2.2 主要試驗(yàn)設(shè)備
        4.2.3 測(cè)點(diǎn)布置
        4.2.4 試驗(yàn)過(guò)程
        4.2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 底盤(pán)車(chē)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)
        5.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化基本理論
        5.1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型
        5.1.3 ANSYS 優(yōu)化方法
    5.2 車(chē)架優(yōu)化模型的建立
        5.2.1 選取設(shè)計(jì)變量
        5.2.2 選取狀態(tài)變量
        5.2.3 確定目標(biāo)函數(shù)
    5.3 優(yōu)化結(jié)果及驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
第6章 優(yōu)化后底盤(pán)車(chē)架模態(tài)分析
    6.1 模態(tài)分析理論
    6.2 模態(tài)提取方法
    6.3 模態(tài)分析結(jié)果及評(píng)價(jià)
        6.3.1 分析結(jié)果
        6.3.2 結(jié)果評(píng)價(jià)
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 論文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

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3 房加志;鐵道車(chē)輛碰撞以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的仿真研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

4 石琴;基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

5 張興朝;基于有限元分析的模塊化數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究[D];天津大學(xué);2001年

6 李永紅;結(jié)構(gòu)分析中的實(shí)時(shí)計(jì)算方法研究[D];湖南大學(xué);2008年

7 高玉華;硬件在環(huán)的轎車(chē)白車(chē)身結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

8 閆洪余;立輥式玉米收獲機(jī)關(guān)鍵部件工作機(jī)理及試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 于多年;重型商用汽車(chē)駕駛室結(jié)構(gòu)與焊點(diǎn)布局優(yōu)化研究[D];吉林大學(xué);2009年

10 王東偉;花生聯(lián)合收獲機(jī)關(guān)鍵裝置的研究[D];沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué);2013年

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3 劉二龍;某半掛牽引車(chē)車(chē)架的靜動(dòng)態(tài)特性分析[D];太原理工大學(xué);2011年

4 周偉;客車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2011年

5 許冰;某微型客車(chē)車(chē)身門(mén)框疲勞耐久分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];吉林大學(xué);2011年

6 王優(yōu);新型玉米摘穗裝置工作機(jī)理的基礎(chǔ)性研究[D];吉林大學(xué);2011年

7 紀(jì)秀業(yè);共振式道路破碎機(jī)車(chē)架設(shè)計(jì)與研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

8 牟昊;典型貨車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

9 李鵬;某輕型越野車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)分析[D];中北大學(xué);2011年

10 王孟;載貨車(chē)車(chē)架輕量化設(shè)計(jì)方法研究與軟件開(kāi)發(fā)[D];山東理工大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2843340