小型農(nóng)機(jī)扶手的有限元建模及動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)機(jī)具的需求與日俱增。要求作業(yè)機(jī)具具備耕作、開溝、制壟、培土、噴水、噴藥等多種功能，同時(shí)具有體積小、重量輕、污染少、噪音小、行走靈便等特點(diǎn)。與設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比，適應(yīng)我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的作業(yè)機(jī)具產(chǎn)品匱乏，相關(guān)技術(shù)落后，生產(chǎn)成本高，特別是在操作舒適性、作業(yè)安全性等方面的落后情況尤為突出，這嚴(yán)重制約了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 本文從人機(jī)工程學(xué)出發(fā)，運(yùn)用現(xiàn)代CAE技術(shù)，將有限元分析、優(yōu)化、測試分析技術(shù)有機(jī)結(jié)合，

2、對小型農(nóng)機(jī)操作扶手進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及優(yōu)化。首先，用Pro/ENGINEER建立扶手的3D模型，并對模型進(jìn)行了簡化，將簡化后的模型導(dǎo)入到CAE（Patran＆ Nastran）軟件中進(jìn)行模態(tài)分析，計(jì)算得到扶手的自由模態(tài)參數(shù)；對扶手實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析；比較有限元分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的結(jié)果，以確認(rèn)對扶手的建模的正確性；最后，根據(jù)所得的正確模型，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善扶手的動(dòng)態(tài)特性，使其在操作舒適性方面有所提高，更好地滿足人機(jī)工程學(xué)要求。

3、 針對優(yōu)化中分析樣本過大的問題，提出采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則，采用扶手結(jié)構(gòu)因素及關(guān)鍵尺寸作為試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素和水平，進(jìn)行扶手優(yōu)化分析方案的有限元正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析。先確定扶手的關(guān)鍵尺寸，用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)劃多組理論模態(tài)分析試驗(yàn)，得到各組試驗(yàn)條件下結(jié)構(gòu)的自由模態(tài)參數(shù)，如固有振動(dòng)頻率及振型等，提取各組試驗(yàn)中的相應(yīng)振型，用正交試驗(yàn)結(jié)果分析的相關(guān)方法，如直觀分析、方差分析，得到優(yōu)化后扶手的結(jié)構(gòu)，其第一階固有頻率由42．6Hz變?yōu)?