基于正交优化的微耕机旋耕刀优化组合及切土分析

发布时间：2021-12-23 07:38

　　针对微耕机耕作效果受旋耕刀的折弯角度及不同折弯件旋耕刀间匹配组合的影响,对两种作业旋耕刀角度及其匹配关系进行正交分析,并且基于有限元法对其旋耕刀及旋耕刀辊进行有限元分析,得出I号旋耕刀和II号旋耕刀的最佳角度及旋耕刀棍最佳角度匹配关系,即当I号旋耕刀和II号旋耕刀弯折角都为90°时,旋耕刀的应力最小,组合旋耕刀辊力学效果最佳。利用Workbench对最优组合旋耕刀辊进行切削土壤运动学、动力学仿真分析,得出土壤粒子运动学结果、等效应力图、功耗及力矩云图,根据仿真分析结果验证正交优化是可行的。 

【文章来源】：宁夏工程技术. 2020,19(04)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

微耕机整机受力简图

对比表1和表2可得，当旋耕刀的弯折角为90°时，I号旋耕刀的最大变形量是1.99×10-5m，最大应力为1.25×107Pa，最大应变为6.77×10-5,II号旋耕刀的最大变形量是3.88×10-5m，最大应力为1.51×107Pa，最大应变为7.80×10-5，对比80°，100°两种弯折角的旋耕刀，其力学效果最好。结合图2可知，旋耕刀距固定端最远的点的总变形最大，刀柄上变形最小；旋耕刀安装螺纹孔周围的应力最大，刀柄与刀刃过渡处应力比较集中，离固定约束最远的正切部应力最小。因此，同等载荷下，选择弯折角为90°的旋耕刀使用寿命更长。3 旋耕刀辊的分析与优化

将旋耕刀安装在旋耕刀轴和旋耕刀盘上的装配体称为旋耕刀辊。不同弯折角的旋耕刀装配成旋耕刀辊时，其力学效果也会受到影响。为便于比较不同装配刀辊有限元分析结果，设置相同的耕作环境下，将不同弯折角的I号旋耕刀和II号旋耕刀进行排列组合，按照图3的安装位置进行装配，并对其添加载荷及约束，见图4。利用正交设计助手软件对不同组合情况下旋耕刀辊进行正交设计及有限元分析，求解最佳的旋耕刀组合。图4 刀辊的边界条件

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[4]微耕机旋耕刀辊模态仿真与试验研究[D]. 任永豪.西南大学 2014
[5]基于SPH法的超精密切削过程仿真研究[D]. 魏延军.大连理工大学 2013
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本文编号：3548076