联合收割机机体的结构优化

发布时间：2017-05-15 19:18

  本文关键词：联合收割机机体的结构优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着农村经济的发展,农业机械化水平飞速提高,农耕产品的种类和性能也在不断丰富和完善中。由于近几年我国东北地区多雨水,传统的轮式自走收割机很难在雨后泥泞的环境中作业,履带式联合收割机应运而生。作为联合收割机主要承载部分,机体承受着割台、过桥、粮仓、传动轴、驾驶室、发动机等各部件传递的力,对机体进行有限元分析及结构优化设计对于整机轻量化研究,降低生产成本有着重要意义。以联合收割机机体作为研究对象:首先,利用UG三维建模软件及HyperWorks有限元分析软件完成了机体三维模型和有限元模型的建立;其次,对机体在两种典型工况下进行了强度、刚度及模态分析;再者,以有限元分析结果为依据,对机体进行了拓扑优化和尺寸优化设计研究;最后,对优化结果进行有限元分析验证。研究结果表明,机体在减重的同时满足了强度、刚度设计要求及拥有合理的振动特性,实现了机体轻量化的目的。
【关键词】：联合收割机 机体 有限元分析 模态分析 结构优化
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S225
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题背景及来源8-9
• 1.2 课题研究的目的和意义9
• 1.3 CAE技术发展与应用状况9-10
• 1.4 联合收割机的研究现状及发展趋势10-11
• 1.5 课题研究的主要内容11-14
• 第二章 联合收割机机体三维模型和有限元模型的建立14-32
• 2.1 UG软件介绍14-15
• 2.1.1 UG软件概述14
• 2.1.2 UG软件主要特点14-15
• 2.2 机体三维模型的创建15-16
• 2.3 有限单元法介绍16-21
• 2.3.1 有限单元法发展历史16-17
• 2.3.2 有限单元法理论基础17-20
• 2.3.3 有限元法分析步骤20-21
• 2.4 HyperWorks软件介绍21-24
• 2.5 机体有限元模型的创建24-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第三章 联合收割机机体静态分析32-40
• 3.1 机体静态分析必要性32
• 3.2 静态分析评价32-33
• 3.2.1 强度评价指标32-33
• 3.2.2 刚度评价指标33
• 3.3 满载匀速行走工况分析33-36
• 3.3.1 边界条件处理33-34
• 3.3.2 有限元计算结果34-36
• 3.4 满载过障碍工况分析36-38
• 3.4.1 边界条件处理36
• 3.4.2 有限元计算结果36-38
• 3.5 机体强度和刚度分析结果讨论38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第四章 联合收割机机体模态分析40-48
• 4.1 机体模态分析必要性40
• 4.2 模态分析理论与方法40-43
• 4.3 模态分析边界条件43
• 4.4 模态计算频段43-44
• 4.5 机体模态分析结果44-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第五章 联合收割机机体的结构优化研究48-64
• 5.1 结构优化概述48
• 5.2 OptiStruct结构优化简介48-51
• 5.2.1 OptiStruct结构优化方法48-49
• 5.2.2 结构优化数学模型49-50
• 5.2.3 OptiStruct迭代算法50-51
• 5.3 机体侧板拓扑优化51-55
• 5.3.1 拓扑优化步骤51-52
• 5.3.2 侧板拓扑优化结果52-53
• 5.3.3 侧板拓扑优化结果处理53-55
• 5.4 机体主要零部件尺寸优化55-59
• 5.4.1 尺寸优化步骤55-56
• 5.4.2 机体主要零部件优化结果56-59
• 5.5 机体优化后验证分析59-63
• 5.5.1 优化后机体静态分析59-61
• 5.5.2 优化后机体模态分析61-63
• 5.6 本章小结63-64
• 第六章 结论64-66
• 6.1 结论64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

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