微耕机机架振动特性仿真及试验研究

【摘要】我国西南地区多以山地和丘陵地形为主,地形复杂、耕地小而分散、地面高差大,而该地区又是我国主要的水稻生产地之一,亟须提高农业机械化生产水平。目前,针对山地丘陵地形的土地耕整作业,微耕机凭借其易操作、便于田间转移等优点得到了广泛的推广和使用。现阶段国内生产的大部分微耕机虽然可以满足基本的生产需要,但却由于工作时会产生较大的振动和噪音,给其操作者带来了极大的生理和心理伤害,降低了生产效率。所以,如何解决微耕机工作时的振动和噪声问题成为了微耕机行业进一步发展的关键因素之一,同时也是早日实现农业机械化、进一步提高生产效率的一个重要入手点。本文以重庆地区常见的某型微耕机为研究对象,对其振动机理进行了探索性研究。按照分析需要以及有限元的建模要求,把该型微耕机结构划分为机架、变速箱、发动机和刀辊等关键部件,分别在三维CAD软件UG中建立部件的实体模型并导入有限元分析软件ANSYSWorkbench中进行进一步的仿真模态分析。本文重点就微耕机机架部件的振动特性进行分析：首先简化变速箱、发动机和刀辊等部件,在UG中建立机架整体、机架把手以及发动机支撑架等关键部分的三维几何模型；运用ANSYSWorkbench软件对三维模型分别进行计算网格的划分,设置模型属性后对其进行自由模态分析,得到机架及把手和发动机支撑架的固有频率和振型；然后利用LMS公司的声振测试系统对机架把手、发动机支撑架两部分进行试验模态测试,得到了它们的固有频率和振型等试验模态值；接着将试验模态值与仿真分析结果进行了比较,其相对误差较小,证明模型简化较为合理,仿真结果较为准确；最后将机架的振动特性与微耕机刀辊以及发动机正常工作时的振动特性进行了对比分析,找出了影响该型微耕机振动性能的主要因素是刀辊和发动机工作时产生的低频振动,提出了增加机架刚度和安装隔振、减振装置等优化方案。
【作者】王飙；
【导师】李云伍；刘峰；
【作者基本信息】西南大学，农业机械化工程，2014，硕士
【关键词】微耕机；振动；机架；建模；有限元分析；模态；

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