收割机底盘机架结构优化及疲劳寿命研究
发布时间：2020-12-27 13:24
随着我国农业朝着集约化、机械化的方向发展,农机作为农业生产中的重要生产要素之一,越来越受到国家的重视。收割机是重要的农业机械品种,提高我国收割机的使用性能对农业生产有着深远影响。收割机的工作环境恶劣,这对作为收割机最主要的支撑部件底盘机架提出严格的要求。对收割机底盘机架进行优化设计和疲劳分析能够减轻收割机的整体重量、保证收割机可靠性,对于提高收割机工作性能、保证收割机的质量具有重要的意义。研究首先进行收割机底盘机架的建模工作,结合实际情况对三维模型进行简化处理;以收割机底盘机架的三维模型为基础建立底盘机架的有限元模型,并进行静态分析和模态分析,通过对结果的分析发现原始机架有较大的优化空间,为之后的优化工作做准备;通过正弦波叠加法,编制了乡村道路的路面谱文件,得到软路面有效路面谱,以路面文件作为输入建立收割机的多刚体动力学模型,模拟收割机在乡间道路上行驶的工况,得到收割机的载荷-时间历程,综合底盘机架的具体参数进行疲劳寿命分析;最后对底盘机架进行拓扑优化,对优化后的机架进行静态分析和模态分析,与原始相关数据对比,优化之后的底盘机架实现了轻量化的目标,应力情况也得到改善。
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
收割机底盘机架侧视图
图 2.5 收割机底盘机架三维模型2.2.2 收割机底盘机架模型网格划分将得到的三维收割机底盘模型导入到Hypermesh中，将参数Scale factor设置保持输入模型的尺寸不发生变化。由于该型收割机底盘机架的零部件都是梁结构或者由板材加工而成，零件方向上的数值远小于其在长度和宽度上的数值，因此适合使用 Shell 单元进行收割机底盘机架的网格划分分为以下几步：（1）抽取中面使用 Midsurface 面板实现中面的提取，选择 Solid Subpanel 来提取代表体表面中面。（2）中面的几何清理使用 Defeature 面板进行几何清理，使用该功能可以删除中面中存在的工还可以删除表面以及表面边界上的倒角，保证面的平顺性。使用 Surface Editor 辑中面，使用 Edge Editor 缝合自由边，最终完成前处理的几何清理工作。
性待分析区域的顶点必须是网格的节点，待分析区域的边界为网格的所逼近。网格的划分最好选择正多边形，网格单元之间的衔接应该尽量平滑性，在几何形状、边界条件变化大的部位网格密度应该适度增加[2架各个零件之间主要采用平焊和角焊的焊接方式，在有限元仿真中能与母材相同，假设焊接是等强度焊接。因此可以使用壳单元模拟性与焊接部件属性相同即可，该方法能满足焊接部件网格之间的协构复杂处难以使用壳单元模拟焊缝，用 Rbe2 单元代替壳单元也能接的部件的目的。格质量检查分析的误差主要来自两个方面，一方面是计算误差，另一方面是模误差[26]，具体分类方式如图 2.6。计算误差指的是有限元计算时采产生的误差，不能通过调整网格的形状得到有效的解决。前处理阶检查主要是针对模型误差进行的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]农田地面不平度测量与分析[J]. 徐竹凤,薛新宇,崔龙飞. 农机化研究. 2017(01)
[2]联合收割机底盘可靠性分析与评价方法研究[J]. 居青寿. 农业与技术. 2016(16)
[3]农田地面振动谱的研究综述[J]. 徐竹凤,薛新宇,崔龙飞,周学剑. 中国农机化学报. 2016(07)
[4]土地流转将对我国拖拉机行业产生哪些影响[J]. 吴勇,王建军,苏明慧,张国梁,刘杰. 农业机械. 2016(05)
[5]路面不平度等级评价指标的建立及量化分析[J]. 张存巍,陈瑞青. 北方交通. 2016(04)
[6]基于时域模型的路面随机激励模拟[J]. 朱月风,王倩. 公路与汽运. 2015(02)
[7]自走式谷物联合收割机发展现状及趋势分析[J]. 陈庆文,韩增德,崔俊伟,王国新,乔晓东,张子瑞,韩科立,甘邦兴. 中国农业科技导报. 2015(01)
[8]国外提升农业生产效率对中国的启示与借鉴——以美国、日本、澳大利亚等国为例[J]. 刘宇航,张洪晨,王志丹,吴敬学. 世界农业. 2015(02)
[9]农业机械化新技术的应用现状及前景[J]. 孟宪旭. 农业技术与装备. 2015(01)
[10]软路面下非公路车辆操纵稳定性分析[J]. 侯伟,董志军,侯青. 机电一体化. 2014(07)
博士论文
[1]车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究[D]. 吴道俊.合肥工业大学 2012
硕士论文
[1]玉米收获机底盘车架强度分析及疲劳寿命研究[D]. 周林.中国农业机械化科学研究院 2015
[2]轿车车身刚度及模态分析研究[D]. 张雷.合肥工业大学 2007
本文编号：2941810
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
收割机底盘机架侧视图
图 2.5 收割机底盘机架三维模型2.2.2 收割机底盘机架模型网格划分将得到的三维收割机底盘模型导入到Hypermesh中，将参数Scale factor设置保持输入模型的尺寸不发生变化。由于该型收割机底盘机架的零部件都是梁结构或者由板材加工而成，零件方向上的数值远小于其在长度和宽度上的数值，因此适合使用 Shell 单元进行收割机底盘机架的网格划分分为以下几步：（1）抽取中面使用 Midsurface 面板实现中面的提取，选择 Solid Subpanel 来提取代表体表面中面。（2）中面的几何清理使用 Defeature 面板进行几何清理，使用该功能可以删除中面中存在的工还可以删除表面以及表面边界上的倒角，保证面的平顺性。使用 Surface Editor 辑中面，使用 Edge Editor 缝合自由边，最终完成前处理的几何清理工作。
性待分析区域的顶点必须是网格的节点，待分析区域的边界为网格的所逼近。网格的划分最好选择正多边形，网格单元之间的衔接应该尽量平滑性，在几何形状、边界条件变化大的部位网格密度应该适度增加[2架各个零件之间主要采用平焊和角焊的焊接方式，在有限元仿真中能与母材相同，假设焊接是等强度焊接。因此可以使用壳单元模拟性与焊接部件属性相同即可，该方法能满足焊接部件网格之间的协构复杂处难以使用壳单元模拟焊缝，用 Rbe2 单元代替壳单元也能接的部件的目的。格质量检查分析的误差主要来自两个方面，一方面是计算误差，另一方面是模误差[26]，具体分类方式如图 2.6。计算误差指的是有限元计算时采产生的误差，不能通过调整网格的形状得到有效的解决。前处理阶检查主要是针对模型误差进行的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]农田地面不平度测量与分析[J]. 徐竹凤,薛新宇,崔龙飞. 农机化研究. 2017(01)
[2]联合收割机底盘可靠性分析与评价方法研究[J]. 居青寿. 农业与技术. 2016(16)
[3]农田地面振动谱的研究综述[J]. 徐竹凤,薛新宇,崔龙飞,周学剑. 中国农机化学报. 2016(07)
[4]土地流转将对我国拖拉机行业产生哪些影响[J]. 吴勇,王建军,苏明慧,张国梁,刘杰. 农业机械. 2016(05)
[5]路面不平度等级评价指标的建立及量化分析[J]. 张存巍,陈瑞青. 北方交通. 2016(04)
[6]基于时域模型的路面随机激励模拟[J]. 朱月风,王倩. 公路与汽运. 2015(02)
[7]自走式谷物联合收割机发展现状及趋势分析[J]. 陈庆文,韩增德,崔俊伟,王国新,乔晓东,张子瑞,韩科立,甘邦兴. 中国农业科技导报. 2015(01)
[8]国外提升农业生产效率对中国的启示与借鉴——以美国、日本、澳大利亚等国为例[J]. 刘宇航,张洪晨,王志丹,吴敬学. 世界农业. 2015(02)
[9]农业机械化新技术的应用现状及前景[J]. 孟宪旭. 农业技术与装备. 2015(01)
[10]软路面下非公路车辆操纵稳定性分析[J]. 侯伟,董志军,侯青. 机电一体化. 2014(07)
博士论文
[1]车辆疲劳耐久性分析、试验与优化关键技术研究[D]. 吴道俊.合肥工业大学 2012
硕士论文
[1]玉米收获机底盘车架强度分析及疲劳寿命研究[D]. 周林.中国农业机械化科学研究院 2015
[2]轿车车身刚度及模态分析研究[D]. 张雷.合肥工业大学 2007
本文编号：2941810
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/2941810.html
