乘坐式全自动移栽机车架结构仿真分析与优化

发布时间：2025-06-27 00:38

　　我国蔬菜移栽作业以半自动小型移栽机为主,该机型移栽效率较低、栽植质量不高、整机可靠性方面也有所欠缺。国内针对蔬菜移栽机的研究主要集中在取苗机构、栽植器等其他方面,对于移栽机底盘车架的研究相对较少,而车架结构却是制约乘坐式全自动移栽机研究开发的关键环节。车架作为主要承载件,不仅被用于各个总成部件的布置和安装,还要承受外部的各种动静载荷。因此车架结构直接决定着整机的栽植性能,车架结构需具有合理的强度、刚度以及动态特性。本文依据全自动蔬菜移栽机作业所需的功能动作,合理设计出上车架结构,并对其虚拟样机模型进行有限元分析和轻量化设计,通过试验验证车架数值模型的准确性,为后续进一步研究移栽机的车架性能提供参照与借鉴。本文的主要研究内容及结论如下:(1)根据蔬菜移栽的作业参数、农艺要求及各个功能部件的工作特性,合理规划出整机的移栽动作及相关要求,再结合各部件的配合位置设计出整个上车架的结构。对上车架结构进行有限元建模,采用多种方法对车架模型进行合理简化,同时对有限元网格质量进行控制及评定;对上车架进行外部载荷的施加,获得较好的上车架有限元模型。(2)在满载弯曲和极限扭转两种工况下,对移栽机上车架结构整...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外蔬菜移栽机研究现状
        1.2.2 车架结构有限元分析研究现状
        1.2.3 轻量化设计的研究现状
        1.2.4 本章总结
    1.3 本课题研究思路和主要内容
    1.4 课题研究的技术方案路线
第二章 移栽机车架结构设计
    2.1 全自动蔬菜移栽机结构及作业参数概述
    2.2 全自动蔬菜移栽机各功能部件及工作过程概述
    2.3 全自动蔬菜移栽机车架结构设计
    2.4 本章总结
第三章 上车架有限元模型的建立
    3.1 有限元法的基本理论
    3.2 有限元模型建立的流程
    3.3 有限元单元类型选择
    3.4 上车架有限元模型的建立
        3.4.1 模型的简化处理
        3.4.2 上车架中焊接、螺栓连接的处理
        3.4.3 有限元网格划分与质量控制
        3.4.4 外部载荷的施加
    3.5 本章小结
第四章 上车架有限元分析
    4.1 引言
    4.2 上车架结构强度评价准则
    4.3 上车架结构静力学分析
        4.3.1 满载弯曲工况上车架有限元分析
        4.3.2 极限扭转工况上车架有限元分析
    4.4 上车架结构模态分析
        4.4.1 上车架模态分析的评价标准
        4.4.2 上车架模态的计算分析
        4.4.3 上车架模态计算结果分析
    4.5 本章小结
第五章 乘坐式移栽机车架结构应力测试
    5.1 应力测试的意义和目的
    5.2 应力测试试验方案
        5.2.1 应变片粘贴位置和方向选择
        5.2.2 应力测试步骤
    5.3 应力测试器材准备
        5.3.1 测试仪器选型
        5.3.2 试验器材
        5.3.3 应变片及测试桥路选择
    5.4 移栽机上车架测试及数据处理
        5.4.1 移栽机上车架应力测试
        5.4.2 应力测试数据的处理
    5.5 本章小结
第六章 后提升支架分析及参数优化
    6.1 引言
    6.2 提升支架有限元参数化模型的建立
        6.2.1 提升支架全参数化建模研究以及结构特点
        6.2.2 部分子零件结构参数化建模
    6.3 提升支架有限元分析
    6.4 提升支架参数敏感度分析
        6.4.1 敏感度分析参数的确定
        6.4.2 敏感度分析
    6.5 基于响应面方法的轻量化设计
        6.5.1 响应面模型的建立
        6.5.2 提升支架的轻量化设计
    6.6 支架优化结果分析
    6.7 本章总结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
研究生期间取得的科研成果及参与的课题
    一、发表的论文
    二、专利
    三、参与的课题



本文编号：4053524