谷物聯(lián)合收割機脫粒機機架有限元分析及優(yōu)化.pdf

1、脫粒機機架是谷物聯(lián)合收割機上重要的承載裝置，承載著來自脫粒系統(tǒng)、清選系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)的各種載荷及所引起的振動。因此，機架具有良好的結(jié)構(gòu)特性對整個收割機的產(chǎn)品質(zhì)量有著重要意義。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，對收割機的性能要求越來越高，傳統(tǒng)的設計分析方法有很大的局限性，很難滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械的設計要求。隨著有限元技術(shù)的不斷發(fā)展，為我們解決此類問題提供了十分有效的方法。運用有限元法，能夠全面的對相關(guān)產(chǎn)品進行全面的分析與評價，有助于提升研發(fā)效率，確保產(chǎn)品的

2、質(zhì)量與可靠性。有限元法在國外已得到了廣泛的運用。
　　本文以星光公司某型號的谷物聯(lián)合收割機為研究對象。根據(jù)其實際結(jié)構(gòu)，運用Pro/E軟件建立機架的三維模型，并通過與有限元分析軟件ANSYS Workbench的接口，將模型導入有限元分析軟件中，建立機架的有限元模型。對機架進行有限元靜力學分析，研究了收割機各個裝置之間的動力傳遞路線，計算了由齒輪傳動、齒鏈傳動所產(chǎn)生的附加載荷。結(jié)合各裝置的實際安裝位置，機架的約束條件，確定了機架靜力

3、學分析的邊界條件。對機架的靜態(tài)分析或得了機架的應力、及變形的分布情況，對機架進行靜強度校核，發(fā)現(xiàn)機架靜強度滿足使用要求，但強度富余量不大。
　　在靜力學分析的基礎(chǔ)上，采用拓撲優(yōu)化方法對機架進行優(yōu)化，在確保機架強度的條件下，以機架質(zhì)量為優(yōu)化目標函數(shù)，此方法能有效減少機架不必要的質(zhì)量，為以后的機架設計提供了參考方向。
　　對機架進行有限元模態(tài)分析與試驗模態(tài)分析。以有限元模態(tài)分析結(jié)果指導試驗模態(tài)分析，既充分利用了有限元模態(tài)分析便捷

4、、高效的特點，又通過試驗模態(tài)驗證了計算模態(tài)的正確性與有限元模型的合理性。
　　運用有限元分析軟件中的模態(tài)分析模塊，對機架進行了帶預應力的模態(tài)分析，它更能反映出機架在實際工況下的模態(tài)特性。分析結(jié)果展示了機架前六階的固有頻率、振型云圖與最大振動變形量。并與發(fā)動機、脫粒滾筒、路面激勵等外部激勵頻率進行對比，驗證機架是否能有效避免振動發(fā)生。
　　對機架進行試驗模態(tài)分析，建立了模態(tài)試驗測試系統(tǒng)，采用時域法識別了機架的模態(tài)參數(shù)。將試驗結(jié)