玉米是我國三大糧食作物之一，但當前我國玉米機械化收獲的發(fā)展卻相對落后，因此大力發(fā)展玉米收獲機械尤為重要。底盤車架作為玉米聯(lián)合收割機的承載基體，不僅要固定其它零部件，而且還要承受收割機行駛過程中所受到的各種載荷，所以車架結構性能的好壞直接關系到整機的可靠性和安全性。隨著有限元理論和計算機技術的不斷發(fā)展，有限元法越來越廣泛地應用于不同行業(yè)的各個領域。運用有限元技術對車架結構進行性能分析，對提高整車的性能、降低設計與制造成本、增強市場競爭力都具有重要意義。 本文總體分析了國內外各種類型玉米收割機的應用情況，以應用十分廣泛的自走式玉米聯(lián)合收割機為研究對象，對整機和關鍵工作零部件的結構和工作原理進行了分析研究。 在此基礎上，本文主要針對玉米聯(lián)合收割機的底盤車架進行了有限元受力分析、強度試驗、結構優(yōu)化和模態(tài)分析。首先，結合底盤車架的實際結構，合理地建立了其三維幾何模型，并采用實體單元進行網格劃分得到了有限元模型。其次，通過約束邊界條件、加載和求解得到了車架在果穗箱空載和滿載兩種工況下的應力分布和變形情況；另外，還對車架進行了現(xiàn)場強度試驗，將試驗數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)進行對比后，驗證了有限元分析方法和結果的正確性。然后，在有限元受力分析的基礎上，對其進行了尺寸優(yōu)化設計，經過校核可知優(yōu)化后的結構不僅體積有了一定下降，而且滿足了車架材料的屈服極限。最后，論文還對優(yōu)化后的車架進行了模態(tài)分析，經過計算得到了車架結構的前八階固有頻率和振型，并對其振動特性進行校核分析，避免了可能由共振引起的危害。 研究結果表明，利用有限元法對底盤車架結構進行仿真分析和優(yōu)化設計，可以為車架的設計和改進提供理論參考，具有較好的實用價值和現(xiàn)實意義。
【學位單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：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 國內外玉米收割機和底盤車架的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 玉米收割機的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 底盤車架研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內容及技術路線
    1.4 本文章節(jié)安排
第2章 玉米收割機總體分析
    2.1 玉米收割機的分類
    2.2 玉米收割機的工作原理
    2.3 關鍵工作零部件機械結構
        2.3.1 割臺
        2.3.2 剝皮裝置
        2.3.3 秸稈切碎裝置
    2.4 本章小結
第3章 底盤車架有限元模型的建立
    3.1 有限元理論基礎
        3.1.1 有限元法基本理論
        3.1.2 ANSYS 軟件介紹
        3.1.3 軟件運行平臺
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 材料屬性確定
        3.2.2 實體模型的建立
        3.2.3 單元選擇及網格劃分
    3.3 本章小結
第4章 底盤車架靜態(tài)受力分析及試驗研究
    4.1 靜態(tài)受力分析
        4.1.1 靜力分析基本理論
        4.1.2 載荷及邊界條件設置
        4.1.3 靜力分析結果
    4.2 現(xiàn)場試驗研究
        4.2.1 試驗原理
        4.2.2 主要試驗設備
        4.2.3 測點布置
        4.2.4 試驗過程
        4.2.5 試驗結果分析
    4.3 本章小結
第5章 底盤車架結構優(yōu)化設計
    5.1 優(yōu)化設計理論基礎
        5.1.1 結構優(yōu)化基本理論
        5.1.2 結構優(yōu)化設計的數(shù)學模型
        5.1.3 ANSYS 優(yōu)化方法
    5.2 車架優(yōu)化模型的建立
        5.2.1 選取設計變量
        5.2.2 選取狀態(tài)變量
        5.2.3 確定目標函數(shù)
    5.3 優(yōu)化結果及驗證
    5.4 本章小結
第6章 優(yōu)化后底盤車架模態(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)分析結果及評價
        6.3.1 分析結果
        6.3.2 結果評價
    6.4 本章小結
第7章 結論與展望
    7.1 論文主要工作及創(chuàng)新點
    7.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間的研究成果

【共引文獻】

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本文編號：2843340