小型多功能底盤框架的有限元分析和輕量化設(shè)計.pdf

1、目前,在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計中,CAE技術(shù)已被廣泛應(yīng)用,而CAE技術(shù)中被普遍使用的方法是有限元分析方法。有限元分析方法可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、使開發(fā)的產(chǎn)品更具競爭力,同時也可對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行分析及優(yōu)化設(shè)計。從整車的組成看,底盤作為整車組成的三大部分之一,是整車動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性等性能的基礎(chǔ);從車身設(shè)計制造的角度來看,必須選用與其緊密匹配的底盤和發(fā)動機(jī)才能發(fā)揮其整體優(yōu)勢。因此,底盤在整車的設(shè)計中具有舉足輕重的地位。本文研究

2、的主要內(nèi)容是利用有限元分析的方法對小型多功能底盤框架進(jìn)行輕量化設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
　　 本文的研究對象高速水稻插秧機(jī)自走底盤的主要部件(液力傳動和無級變速)依靠進(jìn)口和外資企業(yè)生產(chǎn),這在很大程度上提高了插秧機(jī)的成本。而無級變速和液力驅(qū)動這些功能不僅對水田插秧沒有實際作用,麗且很大程度上提高了底盤的成本。水田自走底盤的研發(fā)成為制約水稻插秧機(jī)等水田操作機(jī)械的“瓶頸”問題。
　　 本論文以高速水稻插秧機(jī)車架為研究對象,主要研究的內(nèi)

3、容和結(jié)果如下:
　　 1.以高速水稻插秧機(jī)車架為研究對象對其進(jìn)行動力學(xué)分析。選擇其在水田中正常工作、非滿載時的工況為分析工況,對其受力在三維模型中進(jìn)行分析。
　　 2.進(jìn)行了具有國內(nèi)首創(chuàng)性的高速水稻插秧機(jī)動力輸出軸所受扭矩的測試,得到了水稻插秧機(jī)在正常工作時的動力分配,其中驅(qū)動力比值大約為1:3.5,扭矩比值大約為1:4.8,同時還得到了插秧機(jī)在不同工況下的動力分配情況,并對多種工況下的測試曲線進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　

4、　 3.解決了本試驗中由于測試對象的特殊性存在的標(biāo)定難的問題。詳細(xì)陳述了試驗原理和試驗步驟,介紹了相關(guān)測試器材的選擇以及測試的具體操作步驟,為以后進(jìn)行相關(guān)的測試提供參考。
　　 4.選擇在三維建模軟件UG中對研究對象進(jìn)行參數(shù)化建模,大大加快了建模的速度和設(shè)計效率,避免了建模和優(yōu)化過程中的大量重復(fù)性工作。
　　 5.選擇有限元分析軟件ANSYS Workbench對車架模型進(jìn)行分析,利用其與UG的良好接口,在UG中將模型

5、保存為.STP格式,導(dǎo)入ANSYS Workbench中分析,并且可以將模型在三維中的改動與有限元分析軟件中的模型同步更新。
　　 6.在不同工況下,對插秧機(jī)車架作靜態(tài)應(yīng)力分析,并以靜態(tài)應(yīng)力分析結(jié)果為依據(jù),對相對大應(yīng)力位置進(jìn)行應(yīng)力實測試驗并將測試結(jié)果與分析結(jié)果進(jìn)行對比,驗證模型簡化、約束處理以及載荷簡化的正確性。
　　 7.對車架模型進(jìn)行輕量化設(shè)計,并對輕量化后的模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。對改進(jìn)后的模型進(jìn)行應(yīng)力校核,證明了本優(yōu)化