基于模态的玉米高速精密排种器振动特性分析

高速高效是目前玉米播种机的发展方向,但随着播种速度的提升,耕作地表激励所产生的振动会对排种器工作性能造成影响。为研究排种器在耕作地表激励下的振动响应,以气吸式玉米高速精密排种器为分析对象,通过模态分析、振动测试相结合的方法,研究排种器自身振动特性及其在播种作业过程中耕作地表激励下的振动响应,判断排种器是否会在工作工程中产生共振,影响工作性能,降低整机耐久性。分析结果表明:当播种机作业速度在6～12km/h时,经功率谱密度分析,耕作地表振动信号主激励频率范围为3～10Hz,远低于排种器总成的1阶约束模态53. 8Hz,排种器在工作过程中不会因地表激励引发共振,结构设计合理。本文有助于协助排种器设计人员了解排种器的刚度分布及地表激励振动频谱分布,对后续设计手段和设计流程的提升有一定的帮助。     

基于模态规划法的履带拖拉机车架振动分析与优化

为优化拖拉机车架振动参数,改善驾驶舒适性,本文基于模态规划法对履带拖拉机车架进行振动分析与优化。现场测试了履带拖拉机田间行驶工况下车架X、Y、Z方向的时域振动参数,采用傅里叶分析法获取振动的线性自功率谱参数,数据表明加速度峰值对应频率为8.125 Hz、21.25 Hz、42.5 Hz和85.625 Hz。建立车架有限元模型并进行模态求解,第2阶固有频率23.98 Hz、第4阶固有频率85.00 Hz与振动激励峰值频率之间的差值均小于3 Hz。采用模态规划法和响应面法优化车架模态参数,获取了各个因素对目标参数的影响规律,当两根支撑梁之间间距、支撑梁壁厚、支撑梁边长分别为149.90 mm, 5.01 mm和65.00 mm时,第2阶和第4阶模态频率最优。通过有限元仿真对最优解进行验证,仿真结果表明,第2阶固有频率和第4阶固有频率分别为48.53 Hz和89.97 Hz,对应的误差率分别是1.99%和1.03%,具有较好的优化效果。本文的研究方法和结论可推广至其他农业机械的振动优化分析。     

气吸式免耕播种机排种装置的振动试验分析

排种装置作为气吸式免耕播种机的关键部件,其由免耕地表引起的振动对排种性能具有一定的影响。为此,对气吸式免耕播种机排种装置进行了振动分析和基于响应面法的振动排种优化试验。通过振动模型简化和理论分析,由种子振动受力分析得出临界吸附力和临界真空度的计算式。在田间振动测试与理论分析的基础上,利用精密排种试验台进行了排种性能试验。基于响应面法分析的试验结果表明,影响气吸式免耕播种机排种性能指标的因素次序:合格指数主次顺序为振动频率、排种盘转速、真空度;漏播指数主次顺序为真空度、振动频率、排种盘转速。考虑到各因素之间的交互作用和农艺要求,玉米排种的最优参数是真空度为3~3.5kPa,种盘速度为25~30m/s,振动频率为55~65Hz。该结论为免耕播种机气吸式排种装置的性能优化和免耕振动机理的深入研究奠定了基础。     

拖拉机发动机罩振动的模态相关分析

为了将结构振动的有限元分析和试验模态分析两种方法结合起来进行结构振动特性的分析,确定试验模态与有限元计算模态的相应关系，验证有限元分析结果的可靠性．本文采用了模态振型相关分析的方法，对一拖拉机发动机罩壳的试验模态和有限元计算模态分别进行了欧氏空间中的相关分析和基于内积的相关分析。对模态振型相关分析技术用于具体结构的振动特性分析进行了有益的尝试。     

小麦联合收割机倾斜输送器振动强度试验研究

针对联合收割机倾斜输送器外壳的剧烈振动,运用DH5922动态信号测试分析系统,现场测试了新疆―2A联合收割机倾斜输送器外壳在不同工况下的动力响应,得到了倾斜输送器外壳测点的垂直振动加速度时程曲线和快速傅立叶变换频谱。研究结果表明:联合收割机倾斜输送器外壳上任一点的振动强度、频率结构随工况不同而变化;收割机空转、田间作业、发动机空转、公路运输四种工况下测点振动加速度的有效值分别为24.68m/s2、14.64m/s2、4.26m/s2、3.23m/s2,振动主频为107.9Hz、117.7Hz、57.6Hz、67.4Hz。     

电磁振动排种器振动上板子系统的建模与模态分析

采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,建立电磁振动排种器振动上板子系统的仿真模型,并用ADAMS／Vibration模块对仿真模型进行模态分析,求出系统的固有频率,并验证了仿真模型的正确性,为后续的振动上板子系统的结构参数优化设计建立了基础。     

基于EDEM-RecurDyn的玉米指夹式排种器振动特性分析与优化

为降低振动对指夹式排种器排种性能的影响,设计了一种具有辅助夹持结构的玉米指夹式排种器,阐述了指夹式排种器工作原理,并对辅助夹持的指夹和种盘等各关键构件结构进行了优化设计,建立了指夹夹持动力学模型。运用RecruDyn软件建立排种器虚拟样机模型,基于玉米籽粒特性在EDEM软件中构建玉米籽粒颗粒,通过EDEM-RecurDyn耦合仿真模拟了振动条件下排种器充种、携种及排种过程,分析对指夹式排种器排种性能影响的主要因素。最后结合台架试验,选取排种器作业速度、振动幅值和振动频率为试验因素,以排种器合格指数和漏播指数为试验指标进行排种性能试验验证。研究表明,指夹打开28.65°夹持玉米籽粒时,符合指夹式排种器在振动条件下的运动过程,耦合仿真分析结果与指夹式排种器实际运动过程基本一致,夹持过程中指夹和种盘共同配合下能够有效降低振动对排种器夹持性能的影响,满足设计要求;当作业速度为3.8km/h、振动幅值为5mm、振动频率为32.52Hz时,排种器合格指数和漏播指数分别为91.0%、6.68%,排种器台架验证试验得出该参数组合下排种器排种合格指数为和漏播指数分别为90.0%、7.1%,与理论优化值非常接近,证明辅助夹持结构在排种作业中可以保持较好的稳定性,使得排种器具有良好的排种效果,满足精密播种作业要求,为玉米精密播种装置的改进设计提供参考。     

自激振动深松机关键部件仿真设计及试验

针对深松整地机存在的耕作阻力大、能耗高等问题,设计了一种自激振动深松机。基于Adams建立弹簧刚度系数分别为260N/mm和475N/mm的两种自激振动总成动力学仿真模型,得到振动频率分别为7Hz和9Hz,平均振幅分别为0.102m和0.036m,弹簧最大压缩力分别为9421N和9021N,分析发现选择直径20mm、中径80mm、刚度472N/mm的压缩弹簧具有更好的深松减阻效果。基于Ansys Workbench建立整机关键部件有限元仿真模型,对松土铲进行静力学分析,结果表明:施加5000N载荷时,最大形变为0.24169mm,最大应力为214.2MPa,满足强度要求;弹簧模态分析中,固有频率最小为69.133Hz,满足设计要求。田间试验结果表明:自激振动深松机深松深度为382mm,深松耕深稳定性系数为96.8%,地表10cm内碎土率达到62.8%,整机性能满足深松机评定指标。     

气吸免耕播种机排种器振动测试分析

为究明振动对免耕播种机排种性能的影响,采用Pulse LAN-XI振动测试系统,对2BM-5型气吸式免耕播种机在莜麦茬地作业状态下排种器的振动特性进行了测试;用Mat Lab对振动信号进行时域和频域分析,得到播种机在作业状态下田间振动信号的时域图及频域图。试验结果表明:在免耕播种机作业状态下,随着速度的提高,振动主频率对应的最大幅值有所提高;排种器的振动主频率主要集中在0~10Hz和40~60Hz;在莜麦茬地播种,2BM-5型气吸式免耕播种机作业速度为4km/h时振动较弱。     

连接弹簧物理参数对电磁振动排种器的影响

采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,建立了电磁振动排种器的虚拟样机,通过仿真试验研究了连接弹簧的物理参数电磁振动排种器的影响。同时,确定了电磁振动排种器排种性能随连接弹簧物理参数变化而变化的规律,为电磁振排种器的设计和研究提供了参考和依据。     

电磁振动排种器仿真研究

采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立电磁振动排种器的仿真模型;通过仿真试验对影响排种器排利,性能的参数激振频率、激振力幅值、激振力作用角进行研究,确定其最优组合。同时,验证了改装设计的正确性,并为电磁振动排利,器的进一步改进设计提供了重要依据。     

SR100垂直摇臂式喷头摇臂有限元分析

针对垂直摇臂式喷头导流器几何结构及运动特性,研究了摇臂在运动过程中的受力及约束情况,并结合动力学理论计算公式,计算和分析了喷头在运动过程中载荷大小和约束情况.采用ANSYS Workbench软件,建立摇臂三维模型,对摇臂进行有限元模态分析、静力学分析及疲劳可靠性分析.通过有限元模态分析,得出各阶模态下摇臂的固有频率和振型,该摇臂的各阶振型主要表现为弯曲、扭曲及局部变形;当摇臂的工作频率小于41.785 Hz时,其振动以一阶振型为主.通过静力分析得出摇臂的应力分布情况,发现在摇臂安装导流器处存在较大的应力分布;通过对摇臂的疲劳分析,发现摇臂各部位安全系数差别很大,其最小值位于摇臂前端,为1.229 1,长期工作此处易发生裂纹或断裂.为提高摇臂的工作稳定性与可靠性,可以通过加强薄弱部位设计,或改进局部结构、提高材料的力学性能来实现.     

指夹式排种器振动模拟与试验分析

为研究免耕播种机工作过程中产生的随机振动对排种质量的影响,对2BM-2免耕播种机在秸秆覆盖条件下作业时排种器的振动特性进行测试,并对振动信号进行时域和频域分析。结果表明:排种器的振动主要由免耕地表引起的垂直方向的振动,振动主频集中在0~20Hz。搭建排种振动试验台,测试不同频率与振幅条件下指夹式排种器播种合格指数,结果表明:随着振动幅值与振动频率的增加,播种合格指数降低,振动频率对播种合格指数的影响较振动幅值的影响更为显著。     

电磁振动排种器振动特性的理论分析

排种器是播种机械的核心,是决定播种机性能的主要因素。在设计排种器时,首先要对其进行振动特性分析,找出影响排种器排种性能的因素,并作为后续设计的理论依据。为此,介绍了电磁振动排种器的工作原理,并对其振动特性进行了理论分析,从而为电磁振动排种器的设计提供了理论依据。     

香瓜振动损伤特性试验研究

为明确香瓜的振动特性,减轻香瓜在运输过程中的机械损伤。选取绿宝石香瓜作为研究对象,采用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,建立香瓜的三维模型,对香瓜的前五阶模态频率和模态振型进行分析比较。香瓜的主要共振频率在130 Hz、180 Hz、220 Hz、300 Hz、400 Hz等频率附近。结果表明,试验模态分析和有限元模态分析的结果偏差小于10%,有良好的一致性。该研究可为香瓜的包装、贮藏和运输提供理论依据。     

机械振动式沙棘采收的动力学研究

沙棘在西部广泛种植,用于水土保持和防风固沙。其果实有较高价值,但采收非常困难,影响其经济价值开发。机械振动使果实分离是可行的方式之一。为了正确合理地设计开发装备,利用有限元方法对沙棘的机械振动采收机制进行动力学研究。首先,沙棘树的3D模型由Pro/E建立并导入ANSYS,再用模态分析确定沙棘树的自然振动属性,最后采用谐响应分析观察模型在正弦谐波载荷下的稳态响应。模态分析表明:沙棘树的前2 0阶固有频率为8.7 9 0~3 1.2 2 4 Hz。谐响应分析表明:振动载荷应用于侧枝比应用于主干更加优越,且对沙棘树枝条的破坏性更小。此外,14Hz和180~280N的振动载荷可以确保大多数沙棘果实从树上分离。为此,对沙棘振动采收进行有限元仿真分析,为振动装备的开发提供了理论基础。     

智能免耕播种机振动信号采集与分析方法研究

现有智能免耕播种机田间作业时受地形起伏及田间复杂地表状况的影响，对播种作业质量有较显著影响。为此，将加速度传感器安装于播种机不同位置，在留茬免耕地表工况下采集免耕播种机在田间的多种作业信息，测试并分析播种机各位置的振动频率，对播种机各位置振动特性进行研究。同时，根据振动测试结果，分析在振动工况对播种作业质量的影响，研究振动信号对排种器性能的影响。结果表明：播种机作业速度、地表土壤墒情对振动信号产生有显著影响；免耕播种机前进速度在3～9km/h时，播种机的振动频率分布在3～10Hz;播种机作业速度提升，振动加速度明显提升，但不影响振动能量的的分布。研究可为提升智能免耕播种机的作业性能提供了参考。     

免耕播种机排种装置振动特性数学模型的建立

为了研究气吸式免耕播种机在田间耕作时,由于免耕地表的不平度激励所产生的振动对播种机的排种装置的影响,推导了气吸式免耕播种机排种装置振动特性数学模型。同时,由所建立的数学模型得出气吸式免耕播种机排种装置的振动特性主要由播种机的结构特性、作业时的前进速度、排种器与土壤表面间的距离、土壤不平度和土壤粘性决定。通过建立振动特性数学模型,可对工作状态下免耕播种机排种质量进行预测和分析。     

樱桃番茄运输包装件振动冲击性能试验

针对目前樱桃番茄储运过程中主要包装形式以及造成破损的情况,选择典型运输包装件,进行了正弦扫频、堆码强度、堆码扫频振动传递性能、垂直冲击和跌落试验。通过对单件包装件的扫频振动试验,测出单件的固有频率为26.61Hz;通过堆码强度试验,测出了包装件的最大堆码层数为9层。通过9层堆码扫频振动传递性能试验确定了底层、中间层和顶层包装件的固有频率分别为36.61、10.76和6.44Hz,得到了各层包装件振动加速度、振动传递率随时间的变化曲线,并探讨了固有频率和振动传递率峰值与堆码高度之间的关系。在此基础上,通过垂直冲击试验,测出了产品的脆值为89.58;通过跌落试验,测出了包装件最大允许跌落高度为580mm。     

进浇口共振破断设备振动系统的谐响应分析

为了确定某种压铸件在去除进浇口时的激振频率,以进浇口共振破断设备的振动系统为研究对象,采用Pro/E对振动系统进行三维建模以及简化。通过有限元ANSYS对振动系统进行模态分析,得到前12阶的模态振型和固有频率。根据模态分析结果对振动系统进行谐响应分析,得到进浇口处的应力和应变响应情况,以此确定了进浇口共振破断设备在分离进浇口时的最佳激振频率。最后通过试验进行了验证。将其作为进浇口破断的理论依据,对其余小型压铸件在破断分离时找到最佳激振频率,获得良好破断效果具有指导意义。