LNC8型插秧机车架灵敏参数优化设计及试验验证

发布时间：2020-06-04 11:38

【摘要】：插秧机是一种用于水稻种植的农业机械，工作环境是泥泞的水田和乡间碎石、泥路，这和一般的道路车辆有很大的区别，因此对于插秧机车架的设计要求也有所不同，如何降低插秧机车架质量的同时保证车架的强度是插秧机车架轻量化设计中的一大课题。由于设计方法较为传统，本文的研究对象LNC8型插秧机车架在工作过程中存在质量过大影响插秧机工作效率、车架强度难以保证等问题，本文采用的优化设计方法弥补了传统设计方法的不足和缺陷。本文研究的主要内容和结论如下： 1）提出了本课题研究的背景、意义和来源，系统的阐述了有限元法、灵敏度分析方法和正交试验方法在国内外研究现状，针对LNC8型插秧机车架设计中存在的问题提出了优化设计方案，确定了本文的主要内容。 2）阐述了有限元分析方法的基本思想和步骤，详细介绍了本文研究对象LNC8型插秧机车架的主要功能、组成部件、各零部件材料属性以及零部件之间的连接方式，建立了车架的有限元参数化模型，对车架进行了有限元静态力学分析和模态分析：车架最大应力为46.8MPa，，前六阶非零固有频率为[28.9，35.8，40.3，40.5，62.7，67.5] Hz。 3）对LNC8型插秧机车架的八个主要参数进行灵敏度分析，选择支架梁厚、机架前梁厚和驾驶座左、右侧板厚这四个对车架最大应力和固有频率的灵敏度较灵敏的参数进行正交试验设计，获得最优水平组合[3mm，3mm，2mm，2mm]，对优化后车架进行有限元静态力学分析和模态分析：车架的最大应力为59.6MPa，前六阶固有频率为[28.8，33.9，38.6，38.9，58.2，63.9] Hz，弯扭工况下最大应力为62.3MPa，车架质量比优化前降低了9.6%。 4）采用亿恒科技有限公司的模态分析系统对LNC8型插秧车架进行模态分析试验，获得车架的前六阶非零固有频率为[25.7，32.5，37.4，54.2，67.7，103.3] Hz，避开了发动机的振动频率45Hz。经分析，车架的试验频率和有限元模态分析频率误差最大为10.6%，验证了有限元模型的正确性。 5）分析LNC8型插秧机工作时的主要路况，参考GJB150.1-86选取相对应的路面功率谱密度作为LNC8型插秧机车架随机振动分析的路面载荷输入，对车架进行随机振动分析，获得了车架三个坐标轴方向的振动位移、速度和加速度，车架的最大等效应力为62.2MPa，符合车架的强度要求，为后续疲劳寿命分析提供了初步的数据。 6）总结全文的研究内容，并对后续需要进行的工作提出初步的思路。
【图文】：

插秧机,工作环境,使用强度,时间段

江理工大学硕士学位论文 LNC8 型插秧机车架灵敏参数优化设计及试验验证5）插秧机每年使用的时间较短，但使用的时间段非常集中，并且使用强度很高；车辆每年的使用时间虽然很长，但是使用的时间段基本是均匀分布的，并且使用强度。如图 1.1 所示是插秧机在工作过程中所处的环境。

插秧机,车架,简化模型

学位论文 LNC8 型插秧机车架灵敏参设计的学术成果屡见不鲜[16]，但在工程实际中这些业部南京农业机械化研究所的赵映[18-19]对 2ZG-6DK和优化，对插秧机工作过程中常见的工况分别对待这两种工况下的静态受力情况，并进行试验测得车析的结果，证明了有限元模型的正确性，最后得到优化模型，其底盘车架的简化模型如图 1.2 所示。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S223.91

【参考文献】