【摘要】：玉米是我國重要的糧食作物,但是玉米生產(chǎn)的機械化水平還比較低,尤其是收獲環(huán)節(jié)更為低下。目前我國玉米收獲機生產(chǎn)廠家雖然不少,但是成熟機型不多。因此,如何開發(fā)出符合我國國情的系列多功能玉米收獲機已成為我國農(nóng)機企業(yè)、高校和科研院所研究的重點技術問題。本文以自走式玉米收獲機為研究對象,重點對其整體結構布局優(yōu)化及其虛擬驗證問題進行了系統(tǒng)研究,旨在為提高玉米收獲機的設計水平和產(chǎn)品質(zhì)量提供參考依據(jù)。本文的主要研究內(nèi)容如下：(1)在查閱大量文獻和深入調(diào)研的基礎上,分析了當前國內(nèi)外玉米收獲機發(fā)展動態(tài)、關鍵技術和研究方法,并深入了解了布局問題和虛擬設計技術的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,最終確定了本文的研究內(nèi)容和技術路線。(2)根據(jù)國內(nèi)外市場上的自走式玉米收獲機機型,并結合相關設計書籍、文獻、標準等資料,分析了自走式玉米收獲機的整機結構,總結了關鍵部件和系統(tǒng)的類型、特點以及作業(yè)性能影響因素等,并給出了整機動力計算方法和動力傳遞路線,同時分析了自走式玉米收獲機的布局型式及主要結構設計參數(shù),為自走式玉米收獲機的總體設計提供了設計依據(jù)。(3)根據(jù)自走式玉米收獲機的結構特點以及研究需求,構建了自走式玉米收獲機的縱向動力學模型和操縱穩(wěn)定性動力學模型,同時,分析了自走式玉米收獲機的質(zhì)心位置、通過性和穩(wěn)定性計算方法,以進行整機性能分析,并為自走式玉米收獲機總體結構布局優(yōu)化提供理論依據(jù)。(4)在分析自走式玉米收獲機布局型式、關鍵部件幾何機構以及整機性能的基礎上,研究了建立自走式玉米收獲機結構三維布局設計的數(shù)學優(yōu)化模型的原理和方法,采用多目標方法建立了整機結構布局的目標函數(shù),并采用遺傳算法對自走式玉米收獲機整機結構布局優(yōu)化問題進行求解。(5)基于VC++、Pro/E和虛擬現(xiàn)實軟件EON,搭建了自走式玉米收獲機總體結構布局設計與虛擬驗證系統(tǒng),研究了在虛擬環(huán)境中對零部件進行交互操作的方法,從而實現(xiàn)系統(tǒng)的參數(shù)化設計、總體結構布局優(yōu)化以及在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中對方案的調(diào)整等功能,為自走式玉米收獲機的總體設計提供一個快速化、智能化、參數(shù)化的設計平臺,從而縮短產(chǎn)品開發(fā)時間,節(jié)約成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[Abstract]:Corn is an important food crop in China, but the mechanization level of maize production is still low, especially the harvest link is lower. At present our country corn harvester manufacturer although many, but the mature model is not many. Therefore, how to develop a series of multi-function corn harvester which is suitable for our country's national conditions has become a key technical problem of agricultural machinery enterprises, universities and scientific research institutes in our country. In this paper, the self-propelled corn harvester is taken as the research object, and the optimization of its overall structure layout and its virtual verification are systematically studied in order to provide a reference for improving the design level and product quality of the corn harvester. The main contents of this paper are as follows: (1) on the basis of consulting a large number of literatures and in-depth investigation, the development trends, key technologies and research methods of corn harvester at home and abroad are analyzed. And deeply understand the layout problems and the development of virtual design technology at home and abroad, finally determine the research content and technical route of this paper. (2) according to the domestic and foreign market self-propelled corn harvester models, and combined with the relevant design books, literature, Based on the standard data, the structure of the self-propelled corn harvester is analyzed, the types of key components and systems, the characteristics and the influencing factors of operation performance are summarized, and the dynamic calculation method and power transfer route of the whole machine are given. At the same time, the layout type and main structural design parameters of the self-walking corn harvester are analyzed, which provides the design basis for the overall design of the self-walking corn harvester. (3) according to the structural characteristics and research requirements of the self-walking corn harvester, The longitudinal dynamic model and the manipulating stability dynamic model of the self-propelled corn harvester were constructed. At the same time, the position of the centroid of the self-walking corn harvester was analyzed, and the calculation method of the property and stability was used to analyze the performance of the whole machine. It also provides the theoretical basis for the optimization of the overall structure layout of the self-propelled corn harvester. (4) based on the analysis of the layout type of the self-propelled corn harvester, the geometric mechanism of the key components and the performance of the whole machine, In this paper, the principle and method of establishing a mathematical optimization model for the structural 3D layout design of a self-propelled corn harvester are studied, and the objective function of the structural layout of the whole machine is established by using the multi-objective method. Genetic algorithm is used to solve the structural layout optimization problem of self-propelled corn harvester. (5) based on VC Prop / E and virtual reality software EON, the overall structure layout design and virtual verification system of self-walking corn harvester are built. This paper studies the method of interactive operation of parts in virtual environment, so as to realize the parameterized design of the system, the optimization of the overall structure layout and the adjustment of the scheme in the virtual reality environment, and so on. It provides a rapid, intelligent and parameterized design platform for the overall design of the self-propelled corn harvester, thus shortens the product development time, saves the cost and improves the product quality.
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S225.51

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本文編號：2230296