水稻芽种播种机整体结构仿真优化及研究

发布时间：2023-03-19 17:20

　　针对拌浆盘育秧技术,广西大学研发了一种与之相配套的水稻芽种精密播种机。田间试验表明该播种机具有良好的播种性能,但整机重量较重,人工抬起换行不便,不利于推广应用。因此,在保证原播种机工作性能的基础上,对播种机进行整体结构优化设计,减轻其重量,对于促进水稻芽种精密播种机推广应用及水稻种植机械化的发展具有重要意义。 论文运用虚拟样机技术,联合使用ADAMS、UGNX、ANSYS软件搭建了水稻芽种播种机刚柔一体化虚拟样机。运用对比分析法,通过虚拟样机与物理样机的对比试验,验证了虚拟样机的可靠性。采用虚拟样机试验方法,研究了轨道结构变化对播种机播种性能的影响,得出了抗弯截面系数与排种盘排种变异系数之间的关系,并选取了最优轨道。采用ANSYS优化设计方法,以轴的许用应力和许用挠度为约束条件,最小质量为优化目标,对前后轴进行优化。运用ANSYS拓扑优化方法,获得了底座的最佳材料分布方案,并依据最佳材料分布方案设计出了新的底座结构。采用了更换轻质材料的方法对部分附件进行轻量化设计。结果表明,所建立的虚拟样机精度较高,轨道质量减少29.5%,前后轴质量减少33.2%,底座质量减少39.5%,附件质量减少...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 水稻播种机国内研究现状
    1.3 水稻播种机国外研究现状
    1.4 研究内容、方法及路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 研究路线
        1.4.4 创新点
    1.5 本章小结
第二章 播种机刚柔一体化虚拟样机的搭建
    2.1 虚拟样机搭建方法介绍
    2.2 播种机的结构及工作原理
    2.3 刚体模型的创建
    2.4 模型的约束
    2.5 关键部件的柔性化
    2.6 播种机驱动的添加
        2.6.1 电控式移动平台驱动
        2.6.2 周期性电磁激振力
    2.7 虚拟样机播种过程的实现
        2.7.1 种子模型的建立
        2.7.2 种子的约束和数目的确定
    2.8 虚拟样机的自验证
    2.9 本章小结
第三章 虚拟样机性能验证
    3.1 验证方法
    3.2 拉杆应变应力关系的确定
    3.3 物理样机试验
    3.4 虚拟样机试验
    3.5 试验结果对比验证
        3.5.1 左右排种盘振动加速度对比验证
        3.5.2 种子前进速度对比验证
    3.6 本章小结
第四章 轨道架的优化
    4.1 轨道架优化的必要性及前提
    4.2 轨道结构变化对排种效果影响分析
        4.2.1 因素水平的选取
        4.2.2 指标量化方法的确定
        4.2.3 试验方案的确定
        4.2.4 虚拟样机试验及试验结果
        4.2.5 试验结果回归分析
        4.2.6 因素变化对指标的影响分析
    4.3 轨道结构优化
    4.4 本章小结
第五章 前后轴的结构优化
    5.1 优化设计的基本概念
        5.1.1 数学表述
    5.2 优化设计方法
    5.3 移动小车前轴的优化
        5.3.1 前轴的参数化建模
        5.3.2 前轴的优化分析
    5.4 移动小车后轴的优化
    5.5 本章小结
第六章 排种器底座的优化
    6.1 拓扑优化研究方法综述
    6.2 排种盘底座拓扑优化
        6.2.1 有限元模型的建立
        6.2.2 拓扑优化过程的定义及执行
        6.2.3 拓扑优化结果的查看与处理
    6.3 最优拓扑结构的设计
    6.4 本章小结
第七章 附件的轻量化及优化结果验证
    7.1 附件的轻量化
        7.1.1 常用材料的介绍
        7.1.2 材料的选用
    7.2 播种机优化结果验证
第八章 总结与展望
    8.1 研究总结
    8.2 研究展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士期间发表论文



本文编号：3765645