玉米秸秆芯结构建模与径向压缩过程模拟

为了深入研究实芯作物秸秆的压缩特性,以农大108玉米秸秆芯为研究对象,基于秸秆各向异性、非均质、非线性特点,先通过径向压缩试验获取其粘弹性参数,然后应用ANSYS软件建立了玉米秸秆芯横截面圆柱有限元结构模型,并进行径向压缩过程和应力松弛过程的数值模拟.研究表明,五参量广义麦克斯韦模型能较好地描述玉米秸秆芯应力松弛特性,模型拟合参数的试验值与有限元模拟值误差均小于10％.试验验证了玉米秸秆芯模拟结果的可行性和计算模型的有效性.     

山核桃坚果有限元模型建立及受力分析

针对山核桃果壳完全破裂所需的变形量大于壳仁间隙,用一般的机械挤压方法破壳会造成大量碎仁等问题,利用Pro/E软件建立了山核桃的几何模型,采用有限元分析方法构建了山核桃破壳受力模型,并对山核桃进行了受力模拟与分析。根据不同受力方向和不同载荷下山核桃的应力应变分布情况,确定山核桃壳变形量不大且产生局部裂纹点多、裂纹点易扩展的最佳施力方式,为山核桃破壳取仁设备的研制提供依据。     

秸秆螺旋挤压脱水机叶片强度和变形的流固耦合分析

运用数值模拟方法,对秸秆螺旋挤压脱水机进行了流固耦合模拟分析,建立了秸秆浆料的流体模型,用Fluent软件模拟了不同出口压力条件下,螺旋挤压脱水机内部压力场分布,并据此对螺旋挤压脱水机的挤压性能进行了分析。同时,通过Workbench-Fluent单向流固耦合的方式,对螺旋叶片的强度和变形进行了分析,得出了出口压力和叶片强度的关系。     

玉米秸秆粉料致密成型离散元模型参数标定

为了提升秸秆粉料致密成型过程中离散元仿真所需参数的准确性,以玉米秸秆粉料为研究对象,利用EDEM软件中的Hertz-Mindlin with JKR粘结接触模型进行玉米秸秆粉料致密成型离散元仿真模型参数标定研究。首先,以接触参数的物理试验结果作为仿真参数选择依据,应用Plackett-Burman试验对初始参数进行筛选,方差分析结果表明,玉米秸秆粉料间滚动摩擦因数、粉料与不锈钢板间静摩擦因数以及JKR表面能对堆积角影响显著;其次,以堆积角为评价指标,应用Box-Behnken试验建立了堆积角与3个显著性参数的二次多项式回归模型,以物理试验得到的实际堆积角42.60°为目标值,对显著性参数进行寻优,得到最优组合为:秸秆粉料-粉料滚动摩擦因数为0.05、秸秆粉料-不锈钢板静摩擦因数为0.47、JKR表面能为0.05 J/m²;最后,在标定的参数下进行堆积角和模孔压缩试验对比,结果表明,仿真堆积角与实测堆积角相对误差为0.68%,仿真与实际试验压缩位移相对误差为0.98%,通过对比分析两次试验中秸秆粉料模孔压缩位移变化曲线的拟合情况,得出两曲线间的决定系数R~2为0.962 7,说明所得相关参数可用于秸秆粉料致密成型离散元仿真。     

制动鼓静止制动变形量的有限元分析

研究了制动鼓在静止制动工况下产生的变形量。建立了由制动蹄、制动鼓和摩擦片组成装配整体的鼓式制动器的有限元模型。进行了材料拉伸试验确定材料受力变形后弹性模量的非线性变化。使用有限元分析软件对设定的两种边界条件进行有限元分析,最终通过与制动鼓的静止制动变形试验数据进行对比,确立了一种与实际试验吻合度较高的制动鼓静止制动变形量的有限元分析方法。     

基于ANSYS的压捆机压捆室受力分布有限元分析

以9KG-350型液压式高密度压捆机压捆室为研究对象,通过对揉碎后玉米秸秆进行高密度压捆试验研究,测得压捆室侧壁不同位置的受力情况,得出揉碎后玉米秸秆在高密度压捆过程中压捆室受力分布规律.同时,应用有限元软件 ANSYS 对压捆室受力分布进行分析,得出压捆室各个部位的变形情况以及受力情况,分析结果与高密度压捆试验结果一致.所得结论可为高密度压捆机的结构设计、结构强度校核等提供依据.     

秸秆压缩成型过程仿真分析

秸秆固化成型技术可将农村松散的秸秆压缩成致密的、可替代煤的优质燃料,对于改善农村生活质量、保护农业生态环境、增加农民收入和促进农业可持续发展具有重要的意义。五柱塞式秸秆燃料成型机是在三柱塞式的基础上进一步升级改造,相对其他工艺具有生产效率高、产品密度大、工作更稳定等优点。为此,主要针对五柱塞秸秆成型系统进行仿真分析,利用SolidWorks软件建立模型,通过ANSYS有限元软件对秸秆压缩成型过程进行计算机模拟,进一步比较分析模具锥形孔对秸秆挤压成型影响,最终得到当锥形孔角度为15°时秸秆压缩成型效果较好的结论。     

玉米秸秆致密成型燃料挤压过程有限元分析

致密成型燃料是提高低密度玉米秸秆使用性能的关键手段之一,通过致密成型燃料,可以方便玉米秸秆运输和储存。为此,根据玉米秸秆压缩成型的主要特点,利用ANSYS的结构分析模块对挤压过程进行有限元分析,得到物料在挤压过程中的流动变化规律,揭示玉米秸秆在整个成型过程中应力、应变和摩擦力变化过程,旨在为生物质致密成型机理研究提供理论基础。     

玉米秸秆包装容器压缩性能分

通过对玉米秸秆包装容器材料进行静态压缩试验,得到了材料的泊松比、弹性模量等基本参数,以及材料的力变形曲线,并在参数及模型的基础上对包装容器进行有限元分析.通过有限元计算,得到了压缩载荷作用下包装容器的应力分布规律、刚度与破坏强度,并且确定了包装容器最易出现裂纹的位置,计算结果与试验结果吻合较好.     

基于UG的花生收获机挖掘装置有限元静力学分析

为优化花生收获机挖掘装置的性能和质量,提高工作效率,采用UG软件建立挖掘铲和立刀杆的实体模型并利用其高级仿真功能进行了有限元静力学分析。通过简化模拟挖掘装置的工作状态,对其进行受力分析,并根据挖掘装置的材料属性建立有限元模型,计算出不同条件下挖掘装置的变形和应力分布情况,对比得出最优设计参数。     

有限元在KAT1804轮式拖拉机后车架研发中的应用

建立了KAT1804轮式拖拉机后车架的有限元模型,研究了在不同受力工况下的弯曲、变形的静态特性。运用三维绘图软件PROE建立了后车架结构的CAD模型,并通过分析软件进行了分网和静态强度分析,获得了后车架在不同工况下的变形量和强度载荷,为其设计奠定了基础。     

带式同步机构中传动滚筒的有限元分析

通过对移栽机中带式同步机构中的传动滚筒进行结构分析,将Pro/E中建立的传动滚筒三维实体模型导入有限元分析软件ANSYS APDL中,建立有限元模型,并施加约束与载荷,进行有限元数值分析,得出传动滚筒的综合应力分布和位移分布,从而掌握传动滚筒在工作过程中的受力和变形情况。同时,与实际的参数要求进行校核与对比,确定危险区域和结构设计缺陷,为后续传动滚筒的设计和优化提供科学依据。     

锥辊式玉米秸秆揉搓装置的设计

分析了玉米秸秆特性和揉搓机理,利用三维设计软件开发了锥辊式玉米秸秆揉搓装置。该装置主要由集料斗、锥辊、花键轴及斜齿轮等组成,与锤片式玉米秸秆揉搓装置相比,其结构有所简化。简述了揉搓纹杆的成形原理,给出了揉搓纹杆的平面曲线方程。对玉米秸秆揉搓过程中秸秆空间运动规律及受力情况进行了分析,并建立了玉米秸秆揉搓过程的空间几何模型。通过对秸秆运动过程仿真实现算法的设计,在Matlab环境下进行了虚拟试验,进一步优化了样机的结构参数和运动参数。经样机试制与试验,对其作业性能进行了测试,证明了其工作有效性。     

异速圆盘动态支撑式玉米秸秆粉碎装置设计与试验

针对玉米秸秆粉碎过程中秸秆力学和能耗变化规律不明确,限制秸秆粉碎还田质量提升,不利于秸秆还田技术在东北黑土区推广应用的问题,本文基于异速圆盘动态支撑式玉米秸秆粉碎装置和秸秆受力状态,将玉米秸秆粉碎全过程分为秸秆捡拾阶段、秸秆升举输送阶段和入侵粉碎阶段,建立秸秆各阶段受力数学模型,确定其关键影响参数及范围。以捡拾粉碎刀转速、对数螺线支撑圆盘刀滑切角和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为试验因素,选取秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量为试验指标,应用有限元分析方法研究试验因素对试验指标的影响规律。结果表明,捡拾粉碎刀转速为1950 r/min、对数螺线支撑圆盘刀滑切角为40°和捡拾粉碎刀与对数螺线支撑圆盘刀间的传动比为0.5时,秸秆最大破碎力、滑切切割功耗和滑切冲量分别为101.71 N、1049.42W和0.032N·s。田间验证试验结果表明,滑切切割功耗为1150.43W,与模型预测值误差为9.63%,秸秆粉碎长度合格率为93.34%,满足行业标准要求。     

清障车吊臂强度和刚度的有限元分析研究

针对某型号清障车吊臂进行数值模拟分析与计算,对其在受力最大的工况下进行了强度和刚度的有限元分析研究.利用三维软件UG对吊臂进行建模;利用有限元软件HYPERMESH对吊臂的结构进行分析和简化,建立其分析的计算模型;然后得出各结构部件在其受力最大的工况下的应力和变形情况.最后,针对出现的问题,进行一些结构的改进与完善,指出改进的方向和措施.     

运输车承重板应力分析及对比研究

针对运输车在运输具有支座的物品时,承重板变形过大乃至被物品支座挤压产生塑性变形的情况,建立承重板有限元模型,施加集中载荷与均布载荷,模拟承重板在有无托板情况下的受力承重板应力、应变的对比,定量地评估运输车承重板在不同情况下的变形及承载能力。仿真分析结果与实际使用情况趋势一致,为物料运输车的合理、有效、科学的使用及其寿命、可靠性、安全性的保障提供了理论基础。     

后倾式玉米收获机摘穗机构设计及仿真分析

以我国北方地区玉米收获期保留整秆为前提,设计了一种应用于玉米收获的倾斜式割台,其同样向后倾斜的摘穗辊采用了复合式可拆换结构。设计中对不同地域的玉米秸秆进行了采样分析,针对测绘后的植株特点进行了细节化的设计,并应用有限元分析软件进行静应力分析及优化设计,同时应用ADAMS运动方针模块确定了割台的后倾角度,设计中利用计算机软件方针代替了物理样机试验,并对其经济效益进行了分析说明,设计结构安全可靠,节约成本。     

有架式轮式拖拉机后车架的有限元分析

建立了KAT1404有架式轮式拖拉机后车架的有限元模型，研究了在不同受力工况下的弯曲、变形的静态特性。运用三维绘图软件PROE建立了后车架结构的CAD模型，并通过分析软件进行了分网和静态强度分析，获得了后车架在不同工况下的变形量和强度载荷，校核该车架强度是否满足要求。     

卧式螺旋卸料沉降离心机叶片的建模与仿真

从卧式螺旋卸料沉降离心机叶片的各部分受力特点出发,合理简化并建立Pro/E模型,应用ANSYS有限元软件分析该三维模型的强度和叶片变形问题。仿真结果表明:叶片的最大应力发生在叶片与转鼓的联接处,与实际已发生的一些破坏一致。     

秸秆混肥还田机设计与试验

东北地区玉米秸秆产量大,秋季玉米收获后可还田作业时间短、秸秆腐烂慢,为秸秆还田带来困难。为满足东北地区秸秆快速还田和腐烂要求,研制了一种秸秆混肥还田机,可将粉碎秸秆或站立秸秆切碎收集,并与N肥混合后被输送到还田机的一侧,或成条堆放在田间,或喂入到由铧式犁开出垄沟内。利用三维软件SolidWorks对秸秆粉碎捡拾和输送装置进行了参数设计和实体建模,利用有限元ANSYS Workbench对所设计的粉碎刀进行静力学分析验证了其结构的合理性,并通过分析粉碎刀的秸秆粉碎过程和运动轨迹确定了当粉碎刀受力最小时的最佳排列方式。试验结果表明:当秸秆粉碎捡拾装置转速为2250r/min、还田机前进速度为1.27m/s时,秸秆还田率为95%,秸秆剪切长度合格率为95.5%,秸秆混肥不均匀度为20.5%,作业性能达到了设计要求,可为秸秆混肥还田机的改进设计提供参考。