基于模态分析的立式香蕉秸秆粉碎还田机机架优化
【图文】：
建立参数模型，机架长×宽×高为1770mm×1600mm×326mm，机架整体由厚度6mm的A3钢板焊接而成，顶部用同样厚度的矩形钢管加强，如图1所示。机架与拖拉机采用三点悬挂方式连接，前悬挂由槽钢及悬挂耳组成，并与机壳主体采用螺栓连接方式紧固连接。选用ANSYSWorkbench的CAE分析环境对机架的三维参数模型进行模态分析。1．前挡板2．机盖3．加强钢管4．后悬挂5．后挡板6．左侧板7．前悬挂图1立式香蕉秸秆粉碎还田机机架参数模型Fig．1Parametermodeloftherackofverticalflailbananastalkcrushingmachine2．2有限元建模及装配体网格划分参数模型导入至Workbench之后，首先进行网格划分。为了缩短求解计算时间及保证网格划分质量，在确保不影响模态分析精度的前提下，对机架模型中的一些微小特征进行合理简化。由于机架中的前悬挂与机壳主体采用螺栓紧固连接，将两个零件接触面间的接触看作无相对滑动，也无法向相对分离的接触方式，所以在模态分析模块中定义两零件接触面接触类型为Bonded接触。机架整体采用A3钢板(Q235钢)焊接而成，质量约为245．89kg。在软件中设置Q235钢材料属性，如表1所示。表1机架材料属性参数Table1Materialpropertiesofrack材料名称质量密度/kg·m－3泊松比弹性模量/N·m－2Q2357．85×1030．2742．10×1011采用Automatic划分法对实体进行网格划分，并通过Sizing选项来提高网格划分精度。其中elementsize设置为30mm，结构单元类型为Solid187。划分结果中，网格模型包含节点88380个，单元43911个。2．3边界条件的设置模态分析中有两种设置边界条件的方式:施加约束条件及不施加约束条件［5］。香蕉秸秆粉碎还田机为悬挂式农用机械，，在实际作业过程中与拖拉机采用三点悬挂方
釒志鄐取Ｆ渲圦lementsize设置为30mm，结构单元类型为Solid187。划分结果中，网格模型包含节点88380个，单元43911个。2．3边界条件的设置模态分析中有两种设置边界条件的方式:施加约束条件及不施加约束条件［5］。香蕉秸秆粉碎还田机为悬挂式农用机械，在实际作业过程中与拖拉机采用三点悬挂方式连接。故根据实际情况，对机架的前悬挂外侧面及后悬挂内侧面采用固定约束方式约束。2．4模态提取机架的低阶模态是其动态特性的主要参数，采用BlockLanczos分块求解法［6］提取机架的前6阶模态参数，模态振型如图2所示;固有频率和振型如表2所示。图2机架的6阶模态振型图Fig．2First6vibrationmodeofrack·47·2017年5月农机化研究第5期
【作者单位】： 海南大学机电工程学院;
【基金】：公益性行业(农业)科研专项(201503136-3) 国家自然科学基金项目(51565010) 海南省自然基金项目(20163038)
【分类号】：S224.29
【参考文献】
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