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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
吕宏靖 王瑞丽 邱立春 张旭东
针对研制的牛蒡收获机振动收获系统,为进一步优化该系统的作业性能,采用有限元模态分析与试验模态分析相结合的研究方法,获得该系统的前30阶的固有频率,以及各主要工作部件的典型振型。研究结果表明:系统的1~14阶模态(3.3~77Hz)主要表现为挖掘铲和振动连杆的弯振;15~20阶模态(79.47~125.37Hz)表现为扎草刀、支撑臂和振动连杆的弯曲振动;21~30阶模态(153.29~232.55Hz)表现为整机的末端振动,上述模态属性可为系统结构振动特性的描述及整机作业性能的优化提供依据。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王潆旋 姚立红 阚江明
为获得伐根机车架和操作把手的振动特性，建立合理的车架把手仿真模型，用专业的模态测试系统结合后处理软件以及Ａｎｓｙｓ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ有限元分析软件，对伐根机的车架把手机构进行试验模态和有限元模态分析，并对两者的结果进行对比。结果表明：试验模态与有限元模态分析得到的结果基本吻合，通过２种方法获得的前６阶模态的固有频率误差在１０％以内，各阶振型基本相同，说明二者都能较好地反映实际结构的振动特性；简化的有限元模型准确性高，可作为静力学和动力学分析的基本模型；伐根机车架前端与刀盘轴连接处以及把手手持部分易发生较大振幅，建议采取添加隔振材料、变刚性连接为弹性连接、增大易损部位的抗疲劳强度等措施实现隔振．．．
关键词：
伐根机 试验模态分析 有限元模态分析
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
徐玉娟 吴明亮 官春云 李洁
针对所设计的2SF–0.6型施肥机,利用Simulation软件对其关键部件进行静态有限元分析与优化,得到了肥料箱箱体壁厚取值为1 mm、输送转轴上的搅拌器直径6 mm、机架的矩形钢管厚度2 mm;对施肥机进行模态分析表明,输送文献转轴与抛撒转轴的转速取值应避开975.84~1 463.76 r/min,优化后整机的10阶模态频率均远离外部激励振源的回转振动频率20.33 Hz,可以有效避免共振的产生。
关键词：
施肥机 结构优化 模态分析
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
吕宏靖 王瑞丽 邱立春 张旭东
为了解决牛蒡收获机对动力高需求问题,应用振动减阻的原理,采用二次正交旋转组合试验设计,对牛蒡收获机偏心轮振动松土试验进行分析,确定收获机振动挖掘的关键参数与降低土壤对牵引阻力峰值的关系;建立了以机器振动频率、前进速度、振幅作为试验影响因素,收获机牵引阻力作为试验指标的回归数学模型。分析结果表明:数学模型与实际情况拟合良好,各因素对试验指标影响顺序为振动频率>振幅>收获机前进速度。通过MATLAB对回归数学模型的曲面的分析,得出影响因素的最佳值为收获机振动频率9.398Hz,前进速度0.705m·s-1,振幅8.67mm,阻力峰值为12.446kN。优化后的收获机可以配套中型拖拉机收获。
关键词：
振动 挖掘铲 牛蒡 收获机
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
杨锐 尚昱君 徐红梅 孙翔宇 柳汪 姜威 董佳俊
以某谷物联合收获机方向盘总成为研究对象,基于Pro/E软件建立其几何模型,采用有限元分析软件(ANSYS)对方向盘组合体模型进行模态分析。结果表明,模型第一阶固有频率为44.005Hz,位于人手敏感振动频率范围37.5～65.0Hz,对操作人员身体健康具有较大影响。为了调整组合体模型的固有频率以避开人手的敏感频率范围,在将方向盘骨架材料更换为45钢的基础上,通过增大转向柱和传动轴的直径对组合体进行结构优化。优化后组合体模型第一阶固有频率由44.005 Hz提升至67.31 Hz,避开了人手敏感的振动频率,同时也避开了发动机激振频率。结构优化后的模型可避免共振现象的发生,并提升作业人员的操作舒适性。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王慧慧 李成华 王颖 宫元娟
为提高牛蒡真空干燥的干燥效率和干燥品质,通过单因素试验和二次回归组合正交设计试验,研究干燥温度、真空度、牛蒡切片厚度三因素对干燥速率和缩水率两个指标的影响。利用单因素和双因素分析法分析各因素与试验指标的关系,确定指标和各因素之间的回归数学模型及各因素在回归模型中的主次顺序。试验结果表明干燥温度对牛蒡干燥缩水率的影响最大。通过优化计算,得出牛蒡真空干燥最优参数:厚度5.9mm、真空度0.075MPa、温度75℃,此参数下牛蒡干燥缩水率为43.72%。
关键词：
牛蒡 真空干燥 工艺参数
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李艳洁 徐辰 卢元甲 赵东
为进一步合理设计钻头结构,采取理论与试验相结合的研究方法,对挖坑机钻头进行了挖坑试验和有限元法的静态与动态分析。通过挖坑试验得到2种典型工况下钻头的最大扭矩和铅垂阻力,将试验得到的最大阻力作为外载施加到钻头的三维实体模型上,利用有限元方法对挖坑机钻头进行静力学和模态分析。结果表明:钻头的最大等效应力为111.0MPa,位于主刀架和主刀的连接螺栓孔内壁上;最大变形位移为0.68mm,位于主切削刃最外角点。前6阶固有频率振型中,除了体现钻头整体扭转振动的第3阶模态有利于减小阻力及应力集中外,其余5阶振型均不利于钻头的平稳工作,应尽量避免。
关键词：
挖坑机 钻头 有限元法 数值模拟
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
刘爽 徐红梅 周杰 钟文杰 刘海悦
以某联合收获机主机车身框架为研究对象,采用有限元柔性体技术创建车身框架的有限元柔性体模型,并在其基础上进行模态分析与计算。结果表明,车身框架的第一阶模态频率为7.29 Hz,与收获机正常工作时割刀的激励频率(7Hz)接近,易发生共振,且对人体舒适性影响最大。为了调整收获机车身框架的固有频率,以避开外部激振频率范围,采用HyperMesh软件对收获机车身框架柔性体模型进行尺寸优化和拓扑优化,结果表明,尺寸优化后,收获机车身框架的第一阶模态频率由优化前的7.29 Hz提升至8.63 Hz,车身框架质量下降了0.006t;拓扑优化后,收获机车身框架的第一阶模态频率由优化前的7.29Hz提升至8.49Hz,车身框架质量下降了0.107t。拓扑优化与尺寸优化均可使收获机车身框架固有频率避开外部激振频率范围,但综合考虑优化设计的目标与生产制造成本,采用尺寸优化技术对收获机车身框架进行结构优化更为适合。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘佳桐 雷云 郦维 陈领 刘瑞越 王解军
【目的】为促进木结构在大型工程中的应用范围，本研究提出了一种以落叶松胶合木板作为上下翼板、焊接冷弯薄壁槽钢作为腹板并通过螺栓连接的木-钢组合箱梁。【方法】采用分级加载的方式分别对3根木-钢组合箱梁和1根木箱梁进行弯曲加载试验，观测组合箱梁和木箱梁在荷载作用下翼缘和腹板的应变变化、挠度的发展、破坏过程及形态变化，研究其抗弯极限承载力和抗弯刚度等力学性能，并基于ABAQUS建立了有限元模型对组合箱梁及胶合木箱梁进行数值模拟分析。【结果】组合箱梁的翼板与腹板组合性能较好，最终均为下翼缘木板受拉断裂的破坏模式，同时伴随着钢材局部屈曲和上翼缘木材的局部劈裂等破坏；木箱梁为腹板顺纹剪切破坏。相比胶合木箱梁，组合箱梁的抗弯极限承载能力平均提升了30.33%，但初始刚度平均降低了34.42%；根据翼板横向应变分布计算了木箱梁和木-钢组合箱梁上翼缘的剪力滞系数以及有效分布宽度。有限元模型与试验结果吻合良好，能有效预测木-钢组合箱梁及胶合木箱梁的弯曲性能。【结论】木-钢组合箱梁充分发挥了木材和钢材的力学性能，相比于纯木箱梁，抗弯承载力提升显著，说明木-钢组合箱梁是一种科学合理的组合形式，研究成果可为木-钢组合箱梁的后续研究提供一定的理论基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蒙博斌 马海鹏 田帅 王璋奇
分析和提高铁塔杆件的承载能力对于预防铁塔倒塌事故具有重要意义。鉴于此，该文结合铁塔结构有限元分析和虚拟仿真分析，研发了一套铁塔结构强度虚拟仿真试验系统。将输电铁塔简化成平面有限元模型，并采用Python编写了铁塔的有限元虚拟仿真分析程序，得到铁塔杆件在不同载荷下的内力变化规律，以及铁塔受压构件的承载能力；使用可视化方法直观展示铁塔的结构模型、杆件应力、杆件承载力以及杆件应力随载荷变化和分布状态，并模拟实际输电铁塔的加载过程。通过该仿真试验系统，技术人员可了解铁塔结构的受力情况，便于优化铁塔杆件材料和辅助材的布置方案，从而提高杆件的实际承载力，并完善铁塔结构的设计。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
桑永英 张东兴 张梅梅
针对马铃薯收获过程中的碰撞损伤问题,对不同高度下落的新鲜马铃薯进行碰撞试验,根据淀粉变色原理,将马铃薯损伤程度分为3个级别;用拉伸试验确定马铃薯皮的弹性模量和破坏强度,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立其力学模型,对马铃薯碰撞进行有限元分析得到应力等值图,并将有限元分析结果与碰撞试验结果比较。结果表明:当马铃薯下落高度为20~30 cm时,其碰撞应力值为1.01×106~1.15×106Pa,低于马铃薯的破坏强度值,此时马铃薯损伤率<4%,且能避免收获机输送臂碰撞马铃薯。所获得的实验数值可为马铃薯联合收获机输送臂防碰撞控制的研究提供参考。
关键词：
马铃薯 碰撞 损伤 有限元分析 应力
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王冰 胡良龙 胡志超 田立佳 计福来 马标
针对甘薯秧蔓粉碎还田机正常工作时振动较大的问题,为减小共振的发生,利用三维软件Pro/E对4JHSM-90型甘薯秧蔓粉碎还田机机架进行参数化建模,采用有限元软件Abaqus建立了机架的有限元模型,求解出机架的前10阶模态频率和振型,并对机架进行了模态试验,验证理论分析的准确性。结果表明:在正常工作状态下,机架固有频率可以避开刀辊、变速箱、拖拉机等外部激振频率范围;机架的薄弱环节为左右两侧板,安装了加强槽钢的左侧板比右侧板振幅小。该研究可为甘薯秧蔓粉碎还田机机架结构的设计与优化提供参考。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
吕振华 孙靖譞
针对工程中常见的厚度方向变密度的闭孔铝泡沫材料,该文通过动态和静态压缩实验与模拟分析,探讨了大尺度变密度铝泡沫部件变形与吸能特性分析的有限元模型构建方法。对变密度铝泡沫大试样的准静态压缩和冲击压缩实验研究表明:厚度方向变密度铝泡沫材料的压缩过程呈现从低密度层开始的逐层屈服变形伴随整体变形的特性,与密度均匀的铝泡沫材料的变形特性显著不同。该文建立了变密度铝泡沫大试样的分层变密度变尺度有限元模型和近似的密度和尺度均匀的有限元模型,计算结果对比分析表明:分层变密度变尺度有限元模型能够模拟实际材料的逐层屈服变形特
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张也 徐飞扬 杨鸿达 孟鑫淼 高颖
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。【结果】钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。【结论】钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
马帅 徐丽明 邢洁洁 袁全春 段壮壮 于畅畅 陈晨
针对葡萄在收获、储运过程中的碰撞损伤问题,对其进行不同高度的跌落碰撞试验,采用高速摄像机拍摄碰撞过程,分析跌落碰撞速度与果实碰撞损伤程度之间的关系;进行应力松弛试验;基于ABAQUS建立葡萄果实碰撞力学模型,进行跌落碰撞仿真试验,并对其进行有限元分析,将有限元分析结果与碰撞试验结果进行比较。结果表明:当葡萄的碰撞速度从0.5m/s增大到3m/s时,变形量从1.1mm增加到4.2mm,恢复系数由0.5减少到0.4;当葡萄碰撞速度达到1.5m/s时,果实内部开始发生较大损伤,此时内部最大碰撞应力为0.19MPa;当碰撞速度≤1.5m/s时,所建立的葡萄果实碰撞力学模型具有很高的精度,误差为8%。
关键词：
葡萄 跌落碰撞 粘弹性 有限元 机械损伤
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