CN106484970A - 一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法 - Google Patents
一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106484970A CN106484970A CN201610848826.2A CN201610848826A CN106484970A CN 106484970 A CN106484970 A CN 106484970A CN 201610848826 A CN201610848826 A CN 201610848826A CN 106484970 A CN106484970 A CN 106484970A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- driving shaft
- model
- banking machine
- adams
- ansys
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法，其包括以下步骤：一，对各个部件进行测定；二，在Pro/E中对其他部件建立刚体模型；三，在ANSYS中对主动轴和主动轴的轴承座建立柔性体模型；四，网格化柔性体模型，并生成模态中性文件；五，对柔性体模型进行模态分析；将模态中性文件导入到ADAMS中进行模态分析；六，校验柔性体模型；七，在ADAMS中把柔性体模型和刚体模型进行装配；八，对虚拟样机模型进行验证；九，对虚拟样机模型进行仿真分析；十，对主动轴进行疲劳分析和优化设计。本发明运用Pro/E、ANSYS、ADAMS软件联合建立虚拟样机模型，以对主动轴进行分析和优化设计，以避主动轴容易断裂。
Description
技术领域
本发明涉及甘蔗施肥培土机领域，特别涉及一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法。
背景技术
我国是世界糖料生产大国，产糖量居世界第三位，我国甘蔗种植区域主要在广西、广东、云南、海南等省，种植面积达120万公顷。目前大部分蔗区的甘蔗生产的机械化水平还比较低，田间管理环节的耕作、施肥和培土等作业，仍旧停留在人畜力作业或半机械化作业的水平，而且开沟、施肥、培土三道工序还要分开进行。这种田间管理方式费时、费工、作业效率低、劳动强度大。而且，人畜力作业施肥深度浅，施肥定位不精准，甚至有的肥料未能撒施到沟里，造成肥料外露，增加了肥料的损失，影响了肥料的利用率。因此，实行甘蔗施肥的机械化作业显得越来越必要而迫切。现在，甘蔗耕整机械和甘蔗施肥机械的研究在国内外都非常受重视，也研制出了很多机型，这对推动甘蔗生产的机械化起到了非常积极的作用。但是，目前所研制出的机具大多数是单用途机型，其仅能进行一道工序，这必然会增加蔗农对农业机具的投资成本，进而影响了蔗农对农业机具投资的积极性。
目前具有多用途的机型，如型号为3ZFS-1型的甘蔗中耕施肥培土机，因为整合了甘蔗耕整机械和甘蔗施肥机械，从而可以将甘蔗的中耕培土和破垄施肥一次完成，其大大的提高了劳动效率，降低了蔗农的劳动成本和劳动强度，其在促进甘蔗机械化的发展同时，也促进了甘蔗机械在蔗农生产中的推广使用。因此，对甘蔗中耕施肥培土机进行持续研究具有重要的现实意义和应用推广价值。但是施肥培土机在使用过程中容易出现故障，主动轴频发断裂，其严重影响施肥培土机的正常使用和施肥工作的进行，因此，对于施肥培土机主动轴容易断裂问题亟待解决，施肥机构亟待优化。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法，从而克服现有的施肥培土机的主动轴容易断裂的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了1.一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法，其中，包括以下步骤：
步骤一，对需要进行仿真的施肥培土机的各个部件的参数进行测定；
步骤二，在Pro/E中对施肥培土机中除了主动轴和主动轴的轴承座之外的其他部件建立刚体模型，并把刚体模型导入到ADAMS中；
步骤三，在ANSYS中对施肥培土机的主动轴和主动轴的轴承座建立柔性体模型；
步骤四，在ANSYS中网格化在步骤三中得到的柔性体模型，并生成模态中性文件；
步骤五，在ANSYS中对柔性体模型进行模态分析，以得到第一模态分析结果；将步骤四中生成的模态中性文件导入到ADAMS中，然后在ADAMS中对模型进行模态分析，以得到第二模态分析结果；
步骤六，通过对比步骤五中得到的第一模态分析结果和第二模态分析结果来校验柔性体模型，如果校验结果不合格，则返回步骤三；如果校验结果合格，则进行下一步；
步骤七，在ADAMS中把柔性体模型和步骤二中得到的刚体模型进行装配，并施加约束和驱动，以获得完整的施肥培土机的虚拟样机模型；
步骤八，对在步骤七中装配完整的虚拟样机模型进行验证，如果验证不合格，则返回步骤一，如果验证合格，则进行下一步；
步骤九，在ADAMS里对在步骤七中装配完整的虚拟样机模型进行动力学仿真分析，以获得主动轴的受力、运动参数及动态载荷；
步骤十，对主动轴进行疲劳分析，然后通过分析结果来对主动轴进行结构的优化设计。
优选地，上述技术方案中，所述步骤八中对虑拟样机模型进行验证的方法是：对施肥培土机进行物理试验来获取实验数据，并对虚拟样机模型进行相同的仿真试验来获取仿真结果，通过实验数据和仿真结果进行对比分析来验证虚拟样机模型的准确性。
优选地，上述技术方案中，在所述步骤十中对主动轴进行疲劳分析的方法是：利用ANSYS对主动轴进行有限元分析，以获得主动轴的变形和应力分布，并进行疲劳分析和疲劳寿命的估算，最后在ANSYS中采用APDL参数化设计语言对主动轴进行优化设计，从而得到主动轴的最优化结构参数。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明运用Pro/E、ANSYS、ADAMS软件联合建立了施肥培土机的虚拟样机模型，并对柔性体模型和虚拟样机模型的准确性进行了验证，以提高虚拟样机模型的准确性，最后通过对施肥机构模型进行动力学仿真分析和疲劳分析，以对主动轴实现优化设计，从而避免施肥培土机容易出现主动轴发生断裂的现象。
附图说明
图1是根据本发明甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1显示了根据本发明优选实施方式的一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法的流程图，该甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法包括：
步骤一，对需要进行仿真的施肥培土机的各个部件的参数进行测定，从而为对施肥培土机通过软件进行仿真建模提供参数支持。
步骤二，本发明是研究主动轴的断裂问题，而施肥培土机中与主动轴无直接关联的零部件基本无变形影响，因此，在建模时仅需把主动轴和主动轴的轴承座建成柔性体，而把其它零部件建成刚体处理。根据步骤一得到的相关参数，在Pro/E中对施肥培土机中除了主动轴和主动轴的轴承座之外的其他部件建立刚体模型，并把刚体模型导入到ADAMS中。
步骤三，根据主动轴和轴承座的数据信息和力学性能，在ANSYS中对施肥培土机的主动轴和主动轴的轴承座建立柔性体模型。
步骤四，在ANSYS中网格化在步骤三中得到的柔性体模型，并生成模态中性文件。
步骤五，在ANSYS中对柔性体模型进行模态分析，以得到第一模态分析结果，并将步骤四中生成的模态中性文件导入到ADAMS中，然后在ADAMS中对模型进行模态分析，以得到第二模态分析结果。
步骤六，通过对比步骤五中得到的第一模态分析结果和第二模态分析结果来校验柔性体模型，如果校验结果相差较大，则表示不合格，需要返回步骤三，重新对主动轴和主动轴的轴承座进行柔性体建模；如果校验结果基本相同，则表示合格，继续进行下一步。
步骤七，在ADAMS中把柔性体模型和步骤二中得到的刚体模型进行装配，并施加约束和驱动，以获得完整的施肥培土机的虚拟样机模型。
步骤八，对在步骤七中装配完整的虚拟样机模型进行验证，如果验证不合格，则返回步骤一，重新开始整个过程，如果验证合格，则进行下一步。优选地，虑拟样机模型进行验证的方法是：对施肥培土机进行物理试验来获取实验数据，并对虚拟样机模型进行相同的仿真试验来获取仿真结果，通过实验数据和仿真结果进行对比分析来验证虚拟样机模型的准确性。可以通过发动机不同转速、不同测点的仿真数据与物理试验数据的时域、频域分析结果对比，参照对比结果还可对虚拟样机模型作必要的修改，使得模型具有较高的精度。
步骤九，在ADAMS里对在步骤七中装配完整的虚拟样机模型进行动力学仿真分析，以获得主动轴的受力、运动参数及动态载荷；
步骤十，对主动轴进行疲劳分析，然后通过分析结果来对主动轴进行结构的优化设计。优选地，对主动轴进行疲劳分析的方法是：利用ANSYS对主动轴进行有限元分析，以获得主动轴的变形和应力分布，并进行疲劳分析和疲劳寿命的估算，最后在ANSYS中采用APDL参数化设计语言对主动轴进行优化设计，从而得到主动轴的最优化结构参数。
本发明运用Pro/E、ANSYS、ADAMS软件联合建立了施肥培土机的虚拟样机模型，并对柔性体模型和虚拟样机模型的准确性进行了验证，以提高虚拟样机模型的准确性，最后通过对施肥机构模型进行动力学仿真分析和疲劳分析，以对主动轴实现优化设计，从而避免施肥培土机容易出现主动轴发生断裂的现象。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (3)
1.一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，对需要进行仿真的施肥培土机的各个部件的参数进行测定；
步骤二，在Pro/E中对施肥培土机中除了主动轴和主动轴的轴承座之外的其他部件建立刚体模型，并把刚体模型导入到ADAMS中；
步骤三，在ANSYS中对施肥培土机的主动轴和主动轴的轴承座建立柔性体模型；
步骤四，在ANSYS中网格化在步骤三中得到的柔性体模型，并生成模态中性文件；
步骤五，在ANSYS中对柔性体模型进行模态分析，以得到第一模态分析结果；将步骤四中生成的模态中性文件导入到ADAMS中，然后在ADAMS中对模型进行模态分析，以得到第二模态分析结果；
步骤六，通过对比步骤五中得到的第一模态分析结果和第二模态分析结果来校验柔性体模型，如果校验结果不合格，则返回步骤三；如果校验结果合格，则进行下一步；
步骤七，在ADAMS中把柔性体模型和步骤二中得到的刚体模型进行装配，并施加约束和驱动，以获得完整的施肥培土的虚拟样机模型；
步骤八，对在步骤七中装配完整的虚拟样机模型进行验证，如果验证不合格，则返回步骤一，如果验证合格，则进行下一步；
步骤九，在ADAMS里对在步骤七中装配完整的虚拟样机模型进行动力学仿真分析，以获得主动轴的受力、运动参数及动态载荷；
步骤十，对主动轴进行疲劳分析，然后通过分析结果来对主动轴进行结构的优化设计。
2.根据权利要求1所述的甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法，其特征在于，所述步骤八中对虑拟样机模型进行验证的方法是：对施肥培土机进行物理试验来获取实验数据，并对虚拟样机模型进行相同的仿真试验来获取仿真结果，通过实验数据和仿真结果进行对比分析来验证虚拟样机模型的准确性。
3.根据权利要求1所述的甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法，其特征在于，在所述步骤十中对主动轴进行疲劳分析的方法是：利用ANSYS对主动轴进行有限元分析，以获得主动轴的变形和应力分布，并进行疲劳分析和疲劳寿命的估算，最后在ANSYS中采用APDL参数化设计语言对主动轴进行优化设计，从而得到主动轴的最优化结构参数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610848826.2A CN106484970A (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610848826.2A CN106484970A (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106484970A true CN106484970A (zh) | 2017-03-08 |
Family
ID=58267582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610848826.2A Pending CN106484970A (zh) | 2016-09-23 | 2016-09-23 | 一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106484970A (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104965963A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-10-07 | 桂林电子科技大学 | 一种刚柔耦合模型的参数化建模方法 |
-
2016
- 2016-09-23 CN CN201610848826.2A patent/CN106484970A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104965963A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-10-07 | 桂林电子科技大学 | 一种刚柔耦合模型的参数化建模方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 杜微等: "基于APDL参数化建模的万向联轴器法兰叉架的优化设计", 《矿山机械》 * |
| 范雨杭等: "基于ADAMS＆ANSYS的施肥机构仿真分析", 《农机化研究》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110826130B (zh) | Bim建模在异形曲面结构形体设计建造中的使用方法 | |
| Cheng et al. | Integrated research methods in watershed science | |
| CN110210044A (zh) | 风力发电机组的载荷预测方法和装置 | |
| Barradas et al. | A decision support system-fertigation simulator (DSS-FS) for design and optimization of sprinkler and drip irrigation systems | |
| CN105912777A (zh) | 一种利用响应面法识别边坡土体伯格斯模型参数的方法 | |
| CN110516325A (zh) | 一种cae自动化仿真分析方法和*** | |
| Leitner et al. | The algorithmic beauty of plant roots–an L-System model for dynamic root growth simulation | |
| CN106547986A (zh) | 一种隧道土压力荷载计算方法 | |
| CN102737148B (zh) | 一种将路谱缩减为模式块循环矩阵的方法 | |
| CN106354920B (zh) | 风电机组中主轴承轴套强度分析方法及过盈量分析方法 | |
| CN111062162B (zh) | 一种岩土材料精确本构模型的数值建模与应用方法 | |
| CN105571866A (zh) | 一种发动机振动图谱提取方法 | |
| Dai et al. | Agent-based model of land system: Theory, application and modelling framework | |
| CN106650045A (zh) | 一种二级箱间段结构优化设计与强度分析方法 | |
| CN102799728B (zh) | 板簧动力学仿真模型的制作方法 | |
| CN115455754A (zh) | 一种基于数字孪生的矿山液压支架设计方法 | |
| CN105045958A (zh) | 基于bp神经网络的gps高程拟合的实现***及方法 | |
| CN106484970A (zh) | 一种甘蔗施肥培土机的主动轴的优化设计方法 | |
| CN106023317A (zh) | 一种用于大数据测试的加权Voronoi图生成方法 | |
| CN101364245A (zh) | 多极子数据库的电磁环境预测*** | |
| CN104166778A (zh) | 汽车座椅导轨接触部位刚度和阻尼优化方法 | |
| CN107134007A (zh) | 交通基础设施的三维快速建模方法 | |
| CN102682470B (zh) | 基于植株几何形态特征的碰撞检测方法 | |
| Williams et al. | The matrix of good management: defining good management practices and associated nutrient losses across primary industries | |
| CN116307018A (zh) | 一种基于wrf模式敏感性调参的风速预测方法及*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170308 |