噴桿噴霧機(jī)機(jī)架有限元分析及輕量化設(shè)計(jì).pdf

1、YTT-1000型噴桿噴霧機(jī)是在原農(nóng)夫車的基礎(chǔ)上改裝而成的，主要用于果園噴霧和農(nóng)場(chǎng)植保。針對(duì)廠家反映的樣機(jī)機(jī)架質(zhì)量過(guò)重問(wèn)題，本文利用有限元方法對(duì)機(jī)架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。
　　 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及有限元理論的發(fā)展，CAE技術(shù)已經(jīng)被于航空、汽車、鐵路等行業(yè)所采用，并取得了不錯(cuò)的反響。利用先進(jìn)的有限元軟件對(duì)車架進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，并綜合仿真分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，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(shù)與分析方法，對(duì)噴桿噴霧機(jī)機(jī)架

2、的靜、動(dòng)態(tài)特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面進(jìn)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(jī)的三維幾何模型，利用有限元網(wǎng)格劃分軟件HyperMesh建立了機(jī)架的有限元模型。使用Radioss求解器分析了水平彎曲、極限扭轉(zhuǎn)、緊急制動(dòng)、緊急轉(zhuǎn)彎四種典型工況，得到了機(jī)架關(guān)鍵部位的應(yīng)力分布和應(yīng)變，驗(yàn)證了機(jī)架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。其次，為了驗(yàn)證所建立機(jī)架有限元模型的準(zhǔn)確性，本文對(duì)機(jī)架進(jìn)行了自由模態(tài)仿真和模態(tài)試驗(yàn)。結(jié)果表明，建立的模

3、型誤差較小符合工程精度要求，可以進(jìn)行后續(xù)分析。
　　 在分析機(jī)架滿足靜強(qiáng)度和模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)車架的振動(dòng)原因進(jìn)行了分析，從外部激勵(lì)角度分析了機(jī)架的振動(dòng)問(wèn)題。為了研究發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)引起的機(jī)架響應(yīng)及其振動(dòng)特性，利用Ansys對(duì)機(jī)架進(jìn)行了諧響應(yīng)分析。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)激勵(lì)引起的機(jī)架共振問(wèn)題，提出了減振方案。通過(guò)諧響應(yīng)分析，對(duì)比了安裝橡膠減振墊前后機(jī)架關(guān)鍵部位的應(yīng)變。加裝橡膠減振墊后，座椅處節(jié)點(diǎn)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(yīng)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(yīng)大大減小，噴桿噴霧機(jī)的乘坐舒適性得到提高．
　　 本文綜合有限元分析結(jié)果和優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，使用Optistruct結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件對(duì)機(jī)架進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)。通過(guò)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)，噴桿噴霧機(jī)機(jī)架的質(zhì)量由原先的116kg減少為69.1kg，其質(zhì)量降低了40.4％，實(shí)現(xiàn)了輕量化的目標(biāo)。最后，本文還對(duì)機(jī)架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，并對(duì)改進(jìn)后的機(jī)架進(jìn)行了應(yīng)