基于正交優(yōu)化的微耕機旋耕刀優(yōu)化組合及切土分析
發(fā)布時間:2021-12-23 07:38
針對微耕機耕作效果受旋耕刀的折彎角度及不同折彎件旋耕刀間匹配組合的影響,對兩種作業(yè)旋耕刀角度及其匹配關系進行正交分析,并且基于有限元法對其旋耕刀及旋耕刀輥進行有限元分析,得出I號旋耕刀和II號旋耕刀的最佳角度及旋耕刀棍最佳角度匹配關系,即當I號旋耕刀和II號旋耕刀彎折角都為90°時,旋耕刀的應力最小,組合旋耕刀輥力學效果最佳。利用Workbench對最優(yōu)組合旋耕刀輥進行切削土壤運動學、動力學仿真分析,得出土壤粒子運動學結果、等效應力圖、功耗及力矩云圖,根據(jù)仿真分析結果驗證正交優(yōu)化是可行的。
【文章來源】:寧夏工程技術. 2020,19(04)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
微耕機整機受力簡圖
對比表1和表2可得,當旋耕刀的彎折角為90°時,I號旋耕刀的最大變形量是1.99×10-5m,最大應力為1.25×107Pa,最大應變?yōu)?.77×10-5,II號旋耕刀的最大變形量是3.88×10-5m,最大應力為1.51×107Pa,最大應變?yōu)?.80×10-5,對比80°,100°兩種彎折角的旋耕刀,其力學效果最好。結合圖2可知,旋耕刀距固定端最遠的點的總變形最大,刀柄上變形最。恍栋惭b螺紋孔周圍的應力最大,刀柄與刀刃過渡處應力比較集中,離固定約束最遠的正切部應力最小。因此,同等載荷下,選擇彎折角為90°的旋耕刀使用壽命更長。3 旋耕刀輥的分析與優(yōu)化
將旋耕刀安裝在旋耕刀軸和旋耕刀盤上的裝配體稱為旋耕刀輥。不同彎折角的旋耕刀裝配成旋耕刀輥時,其力學效果也會受到影響。為便于比較不同裝配刀輥有限元分析結果,設置相同的耕作環(huán)境下,將不同彎折角的I號旋耕刀和II號旋耕刀進行排列組合,按照圖3的安裝位置進行裝配,并對其添加載荷及約束,見圖4。利用正交設計助手軟件對不同組合情況下旋耕刀輥進行正交設計及有限元分析,求解最佳的旋耕刀組合。圖4 刀輥的邊界條件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]微耕機旋耕刀具結構特點及性能優(yōu)化探討[J]. 趙建軍. 農(nóng)機使用與維修. 2020(07)
[2]基于有限元法的微耕機旋耕刀輥切削土壤仿真[J]. 朱留憲,孫勇,王會中,冷真龍,楊玲,楊明金. 農(nóng)機化研究. 2020(09)
[3]基于強度比較的微耕機刀軸的優(yōu)化設計[J]. 賀衛(wèi)珍,劉莉茹,楊有剛,楊創(chuàng)創(chuàng). 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(04)
[4]微耕機操縱裝置動態(tài)特性分析及結構拓撲優(yōu)化[J]. 許洪斌,陳亞潔,劉妤,盧臘. 機械設計. 2017(04)
[5]基于SPH算法的微耕機旋耕切土仿真研究[J]. 朱留憲,楊玲,朱超,楊明金. 農(nóng)機化研究. 2014(06)
[6]基于ANSYS Workbench的微耕機旋耕刀有限元分析[J]. 朱留憲,楊玲,朱超,武友德,楊明金. 機械研究與應用. 2014(01)
[7]MathCAD在微型旋耕機旋耕刀軸優(yōu)化設計中的應用[J]. 葛云,吳雪飛,王磊,朱江麗. 農(nóng)機化研究. 2008(02)
[8]自走式耕耘機刀片設計方法的研究[J]. 張霞,蔡宗壽,吳德光. 云南農(nóng)業(yè)大學學報. 2006(01)
碩士論文
[1]微耕機刀輥的優(yōu)化設計及切土性能研究[D]. 張引航.西南大學 2017
[2]微型耕作機的設計及其主要工作部件的有限元分析[D]. 孫正東.湘潭大學 2015
[3]微耕機刀輥切土動力學建模及仿真[D]. 彭彬.西南大學 2014
[4]微耕機旋耕刀輥模態(tài)仿真與試驗研究[D]. 任永豪.西南大學 2014
[5]基于SPH法的超精密切削過程仿真研究[D]. 魏延軍.大連理工大學 2013
[6]基于SPH/FEM的磨粒加速過程及材料去除機理研究[D]. 余豐.山東大學 2012
本文編號:3548076
【文章來源】:寧夏工程技術. 2020,19(04)
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
微耕機整機受力簡圖
對比表1和表2可得,當旋耕刀的彎折角為90°時,I號旋耕刀的最大變形量是1.99×10-5m,最大應力為1.25×107Pa,最大應變?yōu)?.77×10-5,II號旋耕刀的最大變形量是3.88×10-5m,最大應力為1.51×107Pa,最大應變?yōu)?.80×10-5,對比80°,100°兩種彎折角的旋耕刀,其力學效果最好。結合圖2可知,旋耕刀距固定端最遠的點的總變形最大,刀柄上變形最。恍栋惭b螺紋孔周圍的應力最大,刀柄與刀刃過渡處應力比較集中,離固定約束最遠的正切部應力最小。因此,同等載荷下,選擇彎折角為90°的旋耕刀使用壽命更長。3 旋耕刀輥的分析與優(yōu)化
將旋耕刀安裝在旋耕刀軸和旋耕刀盤上的裝配體稱為旋耕刀輥。不同彎折角的旋耕刀裝配成旋耕刀輥時,其力學效果也會受到影響。為便于比較不同裝配刀輥有限元分析結果,設置相同的耕作環(huán)境下,將不同彎折角的I號旋耕刀和II號旋耕刀進行排列組合,按照圖3的安裝位置進行裝配,并對其添加載荷及約束,見圖4。利用正交設計助手軟件對不同組合情況下旋耕刀輥進行正交設計及有限元分析,求解最佳的旋耕刀組合。圖4 刀輥的邊界條件
【參考文獻】:
期刊論文
[1]微耕機旋耕刀具結構特點及性能優(yōu)化探討[J]. 趙建軍. 農(nóng)機使用與維修. 2020(07)
[2]基于有限元法的微耕機旋耕刀輥切削土壤仿真[J]. 朱留憲,孫勇,王會中,冷真龍,楊玲,楊明金. 農(nóng)機化研究. 2020(09)
[3]基于強度比較的微耕機刀軸的優(yōu)化設計[J]. 賀衛(wèi)珍,劉莉茹,楊有剛,楊創(chuàng)創(chuàng). 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(04)
[4]微耕機操縱裝置動態(tài)特性分析及結構拓撲優(yōu)化[J]. 許洪斌,陳亞潔,劉妤,盧臘. 機械設計. 2017(04)
[5]基于SPH算法的微耕機旋耕切土仿真研究[J]. 朱留憲,楊玲,朱超,楊明金. 農(nóng)機化研究. 2014(06)
[6]基于ANSYS Workbench的微耕機旋耕刀有限元分析[J]. 朱留憲,楊玲,朱超,武友德,楊明金. 機械研究與應用. 2014(01)
[7]MathCAD在微型旋耕機旋耕刀軸優(yōu)化設計中的應用[J]. 葛云,吳雪飛,王磊,朱江麗. 農(nóng)機化研究. 2008(02)
[8]自走式耕耘機刀片設計方法的研究[J]. 張霞,蔡宗壽,吳德光. 云南農(nóng)業(yè)大學學報. 2006(01)
碩士論文
[1]微耕機刀輥的優(yōu)化設計及切土性能研究[D]. 張引航.西南大學 2017
[2]微型耕作機的設計及其主要工作部件的有限元分析[D]. 孫正東.湘潭大學 2015
[3]微耕機刀輥切土動力學建模及仿真[D]. 彭彬.西南大學 2014
[4]微耕機旋耕刀輥模態(tài)仿真與試驗研究[D]. 任永豪.西南大學 2014
[5]基于SPH法的超精密切削過程仿真研究[D]. 魏延軍.大連理工大學 2013
[6]基于SPH/FEM的磨粒加速過程及材料去除機理研究[D]. 余豐.山東大學 2012
本文編號:3548076
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