基于有限元的插秧機機架疲勞壽命分析.pdf

1、 浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于有限元的插秧機機架疲勞壽命分析 I 摘要 摘要 插秧機機架是其主要承載結(jié)構(gòu)，機架的強度、剛度和疲勞性能對插秧機整機的使用壽命、安全保障以及操作的可靠性有著顯著而直觀的影響。國內(nèi)傳統(tǒng)的機架設(shè)計主要是借鑒國外相似產(chǎn)品的機架結(jié)構(gòu)，在設(shè)計時偏重于強度、剛度等因素，對于機架的疲勞分析研究較少。本文通過測試插秧機在怠速和田間插秧工況下的

2、動態(tài)載荷譜進行機架疲勞壽命分析，使得在機架設(shè)計時能夠?qū)ζ淦趬勖M行預(yù)估分析。 本文通過測試插秧機在怠速和田間插秧兩種工況下的動態(tài)載荷譜分析機架的疲勞壽命，主要研究內(nèi)容如下： 1）建立了 LNC8 型插秧機機架的有限元模型，對機架進行靜態(tài)力學(xué)分析，得到了機架的靜態(tài)應(yīng)力極值點分布情況。機架上兩個支架梁的中部區(qū)域為應(yīng)力極值熱點區(qū)域，應(yīng)力最大點為 86.1Mpa，安全系數(shù)為 2.73，靜態(tài)力學(xué)分析說明機架安全有效。根據(jù)有限元分析的應(yīng)力極值點的

3、位置確定動態(tài)載荷譜測試試驗中機架上測試點的位置。 2）根據(jù)測試點設(shè)計插秧機機架的動態(tài)載荷譜測試試驗，載荷譜測試實驗利用 NI9237信號模塊和半橋雙臂測量電路獲得了插秧機機架在怠速和田間插秧兩種工況下的動態(tài)載荷譜數(shù)據(jù)。 3）通過 Matlab 軟件對載荷譜的原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，著重于原始數(shù)據(jù)的除噪處理。首先完成應(yīng)變應(yīng)力信號的轉(zhuǎn)變，以及測試點等效應(yīng)力的合成，再對等效應(yīng)力通過五點平均法和梯度門限值法進行除噪處理，并利用雨流計數(shù)法對除噪效果進

4、行檢驗。同時，根據(jù)怠速和田間插秧這兩種工況的工作時間分配，對載荷譜進行編制，獲得具有表征性的機架綜合載荷譜。 4）采用 Goodman 方法對非對稱循環(huán)的動態(tài)載荷譜進行平均應(yīng)力的修正，得到等效的對稱循環(huán)，再進行疲勞分析，獲得機架的疲勞壽命分布云圖，結(jié)果表明疲勞損傷的熱點區(qū)域與靜態(tài)力學(xué)分析的應(yīng)力極值區(qū)域較一致，都位于支架梁中部位置。插秧機機架在怠速狀態(tài)處于無限疲勞壽命；在田間插秧工況，熱點單元的疲勞壽命為 19.9 年，約為整機使用壽命的