基于实测载荷的蔬菜田间动力机械车架结构优化

作     者：谢斌 温昌凯 杨子涵 鹿铁彪 宋正河 

作者机构：中国农业大学工学院北京100083 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFD0700301) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2018年第49卷第S1期

页      码：463-469页

摘      要：蔬菜田间动力机械作为一种新型机器,可以实现不同的收获前机械化作业,车架在田间作业时受到各种载荷作用,会伴随有动载荷影响,有必要对车架进行强度研究与优化设计。研究了其车架基于田间实测应变数据的多目标拓扑优化设计方法。利用Hyper Works软件对该车架进行有限元分析,得到了静应力分析条件下的应力分布,并确定车架的疲劳损伤热点;在数据分析基础上,粘贴应变片,组建动态应变测试系统,采集蔬菜田间动力机械典型作业工况下的载荷时间历程;对实测的应变时间历程数据进行预处理,分析车架在相应工况下的受力情况;利用n Code软件编制载荷谱,进行车架的疲劳分析与寿命预测,以此为基础提出了拓扑优化,构建了综合多种工况、以车架应变能和动态低阶固有频率为响应的多目标拓扑优化数学模型,进行轻量化设计。试验结果表明,车架的交叉焊缝处的疲劳寿命为7. 5×104h,为15个测点中最短疲劳寿命,满足使用寿命要求,车架整体结构强度设计过剩。优化后的车架质量减小443. 55 kg,减轻了53. 47%。

主 题 词：蔬菜田间动力机械 车架 应变测试 多目标拓扑优化 

学科分类：08[工学] 0828[工学-建筑类] 082801[082801] 

核心收录：

馆 藏 号：203395222...