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《基于ANSYSWorkbench的深松機(jī)機(jī)架模態(tài)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2015年5月農(nóng)機(jī)化研究第5期基于ANSYSWorkbench的深松機(jī)機(jī)架模態(tài)分析劉選偉，金亮，王景立(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)春130118)摘要:利用Solidworks軟件對(duì)深松機(jī)機(jī)架進(jìn)行參數(shù)化實(shí)體建模，將模型通過(guò)軟件接口導(dǎo)入ANSYSWorkbench，利用Model模塊對(duì)機(jī)架進(jìn)行有限元模態(tài)分析，得到其前6階頻率和振型。分析結(jié)果表明，機(jī)架低階模態(tài)頻率和震動(dòng)幅度都較小，機(jī)架結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求，為機(jī)架的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供了方法和依據(jù)。關(guān)鍵詞:機(jī)架;有限元;模態(tài)分析;振型;深松機(jī)中圖分類號(hào):S222．12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
2、1003－188X(2015)05－0029－03DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.05.006［C］—系統(tǒng)阻尼矩陣;0引言［K］—系統(tǒng)剛度矩陣;深松是保護(hù)性耕作技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要目［F］—系統(tǒng)受到外載荷矩陣;的是在不翻動(dòng)土壤的情況下，對(duì)深層土壤進(jìn)行疏松，t—時(shí)間。打破堅(jiān)硬的犁底層，從而提高土壤孔隙度、增加含水模態(tài)分析中，理論上假設(shè)為自由振動(dòng)并忽略阻［1］率、提高水分入滲率，促進(jìn)作物根系的發(fā)育和生長(zhǎng);尼，因此不需添加外載邊界條件，即{f(t)}=0，且無(wú)同時(shí)，通過(guò)深松能夠改良土壤的物理結(jié)構(gòu)，提高作
3、物阻尼［C］。因此，式(1)可簡(jiǎn)化成振動(dòng)頻率ωi與模產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。深松機(jī)機(jī)架是深松過(guò)態(tài)向量i的關(guān)系方程式，有2程中的主要承載部件，由于深松作業(yè)阻力較大，機(jī)架(［K］－ωi［M］){i}=0(2)容易產(chǎn)生變形，影響作業(yè)。為此，通過(guò)對(duì)深松機(jī)機(jī)架對(duì)式(2)進(jìn)行求解，可以得出系統(tǒng)固有頻率和模進(jìn)行有限元模態(tài)分析，確定了其固有頻率和振型，并態(tài)向量，從而得到模態(tài)振型。通過(guò)前幾階模態(tài)振型得到機(jī)架整體彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)2模態(tài)分析前處理剛度的分布情況，對(duì)深松機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論方法和依據(jù)。2．1有限元模型的建立利用Solidwo
4、rks軟件建立深松機(jī)機(jī)架的三維模型，1模態(tài)分析理論再通過(guò)其與ANSYSWorkbench之間的軟件接口將機(jī)架模態(tài)分析是動(dòng)力學(xué)分析中不可或缺的一部分，主模型導(dǎo)入ANSYSWorkbench，導(dǎo)入后的模型如圖1所要目的是以此來(lái)確定機(jī)器部件或設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的固有頻示。機(jī)架主要由前橫梁、前縱梁、側(cè)板、后橫梁、鏟柄安率和振型，即結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性。一般情況下，低階振裝座、后縱梁及中間橫梁焊接而成，上懸掛連接板和拉動(dòng)特性對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性影響較為明顯，低階振型決板通過(guò)螺栓連接固定在焊接的機(jī)架上。機(jī)架梁結(jié)構(gòu)均［2］定結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。采用100mm×100
5、mm×8mm的方鋼，連接板和側(cè)板等對(duì)于一個(gè)具有N個(gè)自由度的線性系統(tǒng)，其振動(dòng)方均為厚度為15mm的鋼板。在材料屬性中定義機(jī)架的［3］112程可以表示為材料為Q235碳鋼，彈性模量為E=2．11×10N/m，···3［M］{x}+［C］{x}+［K］{x}={F(t)}(1)泊松比為μ=0．3，材料密度為ρ=7850kg/m。式中［M］—系統(tǒng)質(zhì)量矩陣;2．2網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分是有限元模態(tài)分析必不可少的一個(gè)環(huán)收稿日期:2014－05－14節(jié)，網(wǎng)格品質(zhì)的優(yōu)劣將對(duì)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性有著重要的基金項(xiàng)目:“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BA
6、D20B09);吉林影響。ANSYSWorkbench提供了多種網(wǎng)格劃分方法，省科技廳資助項(xiàng)目(20090212)作者簡(jiǎn)介:劉選偉(1990－)，男，甘肅慶陽(yáng)人，碩士研究生，(E－分別是Automatic(自動(dòng)劃分法)、Tetrahedron(四面體mail)liuxuanwei04081123@163．com。劃分法)、HexDominant(六面體主導(dǎo)法)，Sweep(掃掠通訊作者:王景立(1965－)，男，長(zhǎng)春人，教授，碩士生導(dǎo)師，(E－mail)wjlwy2004@sina．com。劃分法)和MultiZone(多區(qū)劃分
7、法)。為了保證計(jì)算精·29·2015年5月農(nóng)機(jī)化研究第5期度，本文選擇自動(dòng)劃分法劃分網(wǎng)格，同時(shí)通過(guò)Sizing尺得到其前6階的固有頻率和振型，各階頻率如表1所［4］寸控制來(lái)控制網(wǎng)格質(zhì)量。將單元尺寸設(shè)置為5mm，示，各階振型如圖3所示。點(diǎn)擊Generatemesh，程序?qū)⒆詣?dòng)生成網(wǎng)格，共生成節(jié)表1前6階模態(tài)分析結(jié)果Table1Thefirstsixordermodalanalysisresults點(diǎn)105478個(gè)，生成單元16772。網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖2所示。固有頻率固有頻率模態(tài)階數(shù)模態(tài)階數(shù)/Hz/Hz131．553483．0482
8、37．482590．915353．573698．089圖1導(dǎo)入后的機(jī)架模型Fig．1Theframemodelafterimport(a)1階模態(tài)振型圖2網(wǎng)格劃分Fig．2Meshing2．3施加邊界條件(b)2階模態(tài)振型在進(jìn)行邊界條件處理時(shí)，一種是不添加任何約
