噴桿噴霧機機架有限元分析及輕量化設計.pdf

1、YTT-1000型噴桿噴霧機是在原農夫車的基礎上改裝而成的，主要用于果園噴霧和農場植保。針對廠家反映的樣機機架質量過重問題，本文利用有限元方法對機架進行輕量化設計。
　　 隨著計算機技術及有限元理論的發(fā)展，CAE技術已經被于航空、汽車、鐵路等行業(yè)所采用，并取得了不錯的反響。利用先進的有限元軟件對車架進行結構分析，并綜合仿真分析和實驗結果對其進行輕量化設計，已成為車輛開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。本文將利用有限元技術與分析方法，對噴桿噴霧機機架

2、的靜、動態(tài)特性及結構優(yōu)化方面進行分析。
　　 本文首先使用Pro/E三維軟件建立了YTT-1000型噴桿噴霧機的三維幾何模型，利用有限元網格劃分軟件HyperMesh建立了機架的有限元模型。使用Radioss求解器分析了水平彎曲、極限扭轉、緊急制動、緊急轉彎四種典型工況，得到了機架關鍵部位的應力分布和應變，驗證了機架的結構強度。其次，為了驗證所建立機架有限元模型的準確性，本文對機架進行了自由模態(tài)仿真和模態(tài)試驗。結果表明，建立的模

3、型誤差較小符合工程精度要求，可以進行后續(xù)分析。
　　 在分析機架滿足靜強度和模態(tài)分析的基礎上，對車架的振動原因進行了分析，從外部激勵角度分析了機架的振動問題。為了研究發(fā)動機激勵引起的機架響應及其振動特性，利用Ansys對機架進行了諧響應分析。針對發(fā)動機激勵引起的機架共振問題，提出了減振方案。通過諧響應分析，對比了安裝橡膠減振墊前后機架關鍵部位的應變。加裝橡膠減振墊后，座椅處節(jié)點30114處的Y向最大位移減小了47.6％。在25H

4、z、52Hz及60Hz處的位移響應都有不同程度的降低;Z方30Hz、70Hz處的尖峰基本消失，整體位移響應大大減小，噴桿噴霧機的乘坐舒適性得到提高．
　　 本文綜合有限元分析結果和優(yōu)化設計理論，使用Optistruct結構優(yōu)化軟件對機架進行了輕量化設計。通過尺寸優(yōu)化設計，噴桿噴霧機機架的質量由原先的116kg減少為69.1kg，其質量降低了40.4％，實現了輕量化的目標。最后，本文還對機架進行了結構改進，并對改進后的機架進行了應