轻小型喷灌机桁架结构力学性能分析与优化设计

摘要：

针对中心支轴式与平移式喷灌机桁架结构存在的结构笨重、用料冗余等问题,依据其单跨结构形式设计出一款轻小型喷灌机桁架结构,并对其进行力学性能分析与优化设计.首先采用有限元软件ANSYS构建喷灌机桁架结构模型,讨论桁架结构在承受自重、自重+水重、自重+水重+风荷载3种场景下的受力情况,并对其强度、刚度和稳定性进行验算.其次以整体结构质量最轻为目标,各杆件截面尺寸为设计变量,各杆件最大应力和最大位移为约束条件,利用ANSYS零阶算法对桁架结构进行尺寸优化设计,在保证桁架结构稳定可靠的前提下减少结构质量.结果表明:影响喷灌机桁架结构稳定的主要因素为风荷载;在确保结构性能前提下喷灌机桁架结构优化前后用料变化较大,桁架尺寸优化效果较为明显.探讨喷灌机桁架力学特性规律,为日后喷灌机桁架结构的优化设计提供借鉴.

关键词：喷灌机、ANSYS、桁架、优化

分类号：S275.5(农田水利)

资助基金：“十二五”国家科技支撑计划项目2015BAD22B01-02;科技部国际合作项目2014DFG72150;杨凌示范区产学研用协同创新重大项目2017CXY-09

在线出版日期：2018-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：71-75,84