圆草捆捡拾车捡拾机构的优化与试验研究

发布时间：2017-08-28 17:59

  本文关键词：圆草捆捡拾车捡拾机构的优化与试验研究

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【摘要】：圆草捆捡拾车是一款集捡拾装车、运输卸载等功能于一体的农牧业机械设备,对提高牧草收获的生产效率、降低其生产和运营成本具有十分重要的意义；其中捡拾机构是圆草捆捡拾车的核心部分,是关系圆草捆能否成功复位捡拾和提升装车的决定性因素。本论文针对圆草捆捡拾车捡拾系统的主要结构参数以及相关试验,进行了如下研究：1.根据实际生产需求进行野外信息调研,并取得圆草捆收获的相关数据；在基于精简结构、满足功能、节约成本等设计要求下,对圆草捆捡拾机构进行了结构设计,并绘出其结构简图。进一步结合实际捡拾功能与操作要求,构建捡拾机构的理想化参数模型,进而运用最优化设计与分析方法,建立带有目标函数与约束条件的优化捡拾机构数学模型。通过分析实际捡拾作业情况,得出相关参数的数学关系式以及一些重要参数,运用MATLAB绘出目标函数与约束条件的数学关系图,采用图解分析法求出最佳优化设计方案。2.根据最佳优化方案,利用Pr o/Engineer对捡拾机构进行三维参数化建模并完成虚拟化装配,同时完成了各组成构件有无干涉的虚拟仿真试验；进而采用Pro/Engineer与ANSYS的对接调用技术,将三维参数化模型导入ANSYS14.5下的Mechanical APDL,对捡拾系统主要杆件进行了仿真受力分析和形变计算,确保各杆件的强度要求。3.根据分析结果对样机的设计进行完善,进而完成样机生产与装配；在此基础上,通过虚拟仿真试验和野外实地试验的研究方法,在保证各个运动杆件无碰撞干涉的情况下,验证了设计的可行性。
【关键词】：圆草捆捡拾机构 机械结构优化 力学强度分析 试验研究
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S817.11
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 引言10-18
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 研究现状11-14
• 1.2.1 牧草收获研究现状11-12
• 1.2.2 草捆捡拾、装载与卸载问题的研究现状12
• 1.2.3 草捆捡拾车捡拾系统研究现状12-14
• 1.3 课题的研究基础14
• 1.4 存在的主要问题和研究的目的14-15
• 1.5 课题的研究内容、方法以及技术路线15-18
• 1.5.1 课题研究内容15-16
• 1.5.2 课题技术路线16-17
• 1.5.3 课题研究方法17-18
• 2 机械优化设计概述18-22
• 2.1 机械优化设计简介18
• 2.2 机械优化设计问题的数学模型18-20
• 2.3 优化设计问题的基本解法20-22
• 2.3.1 无约束优化方法20
• 2.3.2 约束优化方法20-21
• 2.3.3 多目标函数优化方法21-22
• 3 圆草捆捡拾车捡拾机构的结构设计与优化22-39
• 3.1 MATLAB在机械优化设计中应用与简介22
• 3.2 捡拾圆草捆的基本资料调研22-26
• 3.2.1 圆草捆尺寸规格与分布环境的野外调查取证23-26
• 3.2.2 圆草捆原始捡拾方式与捡拾工具的野外取证26
• 3.3 圆草捆捡拾车捡拾机构的预设计26-27
• 3.4 圆草捆捡拾车捡拾机构的结构优化27-38
• 3.4.1 优化目标的确立与函数化27-28
• 3.4.2 约束条件函数化与设计参量分析取值28-33
• 3.4.3 捡拾机构最终优化归纳与求解33-38
• 3.5 捡拾机构的机械优化总结概述38-39
• 4 基于PRO/ENGINEER与ANSYS的捡拾机构的力学分析与强度校核39-47
• 4.1 PRO/ENGINEER与ANSYS关于结构分析与强度优化简介39-40
• 4.1.1 基于PRO/ENGINEER的三维建模简介39
• 4.1.2 基于ANSYS有限元结构分析简介39-40
• 4.2 PRO/ENGINEER与ANSYS的无缝连接调用技术40-46
• 4.2.1 捡拾机构的PRO/ENGINEER建模与导入ANSYS40-43
• 4.2.2 捡拾机构三维简化模型在ANSYS中的前处理与加载求解43-46
• 4.3 捡拾机构的应力云图分析与力学强度校核46-47
• 4.3.1 捡拾机构的应力云图分析46
• 4.3.2 捡拾机构的力学强度校核46-47
• 5 捡拾运输车捡拾机构的性能试验分析与研究47-56
• 5.1 基于PRO/ENGINEER捡拾机构的计算机虚拟试验研究47-49
• 5.1.1 计算机虚拟试验前的准备47-48
• 5.1.2 Pro/engineer的机构仿真48-49
• 5.2 捡拾运输车捡拾机构的野外实地试验研究49-56
• 5.2.1 野外实地试验前的准备工作49-50
• 5.2.2 野外实地试验及数据记录50-56
• 6 总结56-57
• 7 展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录一62-63
• 附录二63-64
• 附录三64-66
• 附录四66-68
• 附录五68-72
• 作者简介72

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本文编号：748745