SR1Z-80微耕机扶手架振动模态分析与结构优化

发布时间：2020-05-26 09:10

【摘要】：微耕机具有体积小、质量轻、构造简单和方便田间转移等特点,在我国南方丘陵山地、温室大棚和果园等小面积作业中应用广泛。在微耕机作业过程中,发动机产生的振动和刀辊切削土壤产生的振动相互耦合后通过扶手和人手接触作用于人手,人手受到局部振动,人手长期受到局部振动会引起末梢循坏障碍,导致操作人员患“白指”病机率增加。同时,振动会造成扶手架构件疲劳断裂,加速机器某些零部件损坏,缩短使用寿命。本研究选取SR1Z-80微耕机扶手架为研究对象,采用计算模态分析和试验模态分析对微耕机扶手架振动特性进行了研究。运用UG软件建立微耕机扶手架三维几何模型并进行简化,之后将三维几何模型导入ANSYS Workbench进行网格划分并利用其模态分析模块对模型进行计算模态分析,得到微耕机扶手架在自由模态下的前10阶非刚体模态的固有频率和振型等模态参数;构建微耕机扶手架振动测试系统,利用LMS Test.lab测试系统对微耕机扶手架进行试验模态分析,得出微耕机扶手架在自由模态下的前10阶模态下的固有频率、振型和阻尼比等模态参数;将计算模态分析结果与试验模态分析结果进行对比,选取在自由模态下对微耕机扶手架振动影响较大的扶手、横杆及扶手杆等关键部位尺寸作为变量,结合正交试验和计算模态分析对每个组合进行分析。主要结论如下:(1)计算模态分析和试验模态分析得到的各阶固有频率的相对误差值较小,各阶相对应振型基本一致,说明所建构的微耕机扶手架有限元模型能够较为真实地反映微耕机扶手架固有的振动特性,对有限元模型的简化方法正确有效,计算模态分析方法可用于微耕机扶手架振动分析。(2)由计算模态分析和试验模态分析得到的微耕机扶手架在自由模态下的前10阶非刚体模态振型图可以发现,在自由模态下对微耕机扶手架振动影响较大的三个关键部位是扶手、横杆及扶手杆。(3)选取对微耕机扶手架振动影响较大的扶手、横杆及扶手杆等关键部位尺寸作为变量,结合正交试验和计算模态分析方法对每个组合进行计算模态分析,得到优化后的微耕机扶手架结构尺寸为:扶手长度17cm,横杆长度39cm,扶手杆长度47cm。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S222

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本文编号：2681609