SR1Z-80微耕機扶手架振動模態(tài)分析與結構優(yōu)化.pdf

1、微耕機具有體積小、質量輕、構造簡單和方便田間轉移等特點，在我國南方丘陵山地、溫室大棚和果園等小面積作業(yè)中應用廣泛。在微耕機作業(yè)過程中，發(fā)動機產生的振動和刀輥切削土壤產生的振動相互耦合后通過扶手和人手接觸作用于人手，人手受到局部振動，人手長期受到局部振動會引起末梢循壞障礙，導致操作人員患“白指”病機率增加。同時，振動會造成扶手架構件疲勞斷裂，加速機器某些零部件損壞，縮短使用壽命。
　　本研究選取SR1Z-80微耕機扶手架為研究對象，

2、采用計算模態(tài)分析和試驗模態(tài)分析對微耕機扶手架振動特性進行了研究。運用UG軟件建立微耕機扶手架三維幾何模型并進行簡化，之后將三維幾何模型導入ANSYS Workbench進行網(wǎng)格劃分并利用其模態(tài)分析模塊對模型進行計算模態(tài)分析，得到微耕機扶手架在自由模態(tài)下的前10階非剛體模態(tài)的固有頻率和振型等模態(tài)參數(shù)；構建微耕機扶手架振動測試系統(tǒng)，利用LMS Test.lab測試系統(tǒng)對微耕機扶手架進行試驗模態(tài)分析，得出微耕機扶手架在自由模態(tài)下的前10階模態(tài)

3、下的固有頻率、振型和阻尼比等模態(tài)參數(shù)；將計算模態(tài)分析結果與試驗模態(tài)分析結果進行對比，選取在自由模態(tài)下對微耕機扶手架振動影響較大的扶手、橫桿及扶手桿等關鍵部位尺寸作為變量，結合正交試驗和計算模態(tài)分析對每個組合進行分析。主要結論如下：
　　（1）計算模態(tài)分析和試驗模態(tài)分析得到的各階固有頻率的相對誤差值較小，各階相對應振型基本一致，說明所建構的微耕機扶手架有限元模型能夠較為真實地反映微耕機扶手架固有的振動特性，對有限元模型的簡化方法正確

4、有效，計算模態(tài)分析方法可用于微耕機扶手架振動分析。
　?。?）由計算模態(tài)分析和試驗模態(tài)分析得到的微耕機扶手架在自由模態(tài)下的前10階非剛體模態(tài)振型圖可以發(fā)現(xiàn)，在自由模態(tài)下對微耕機扶手架振動影響較大的三個關鍵部位是扶手、橫桿及扶手桿。
　?。?）選取對微耕機扶手架振動影響較大的扶手、橫桿及扶手桿等關鍵部位尺寸作為變量，結合正交試驗和計算模態(tài)分析方法對每個組合進行計算模態(tài)分析，得到優(yōu)化后的微耕機扶手架結構尺寸為：扶手長度17cm，