小型甘蔗收获机车架拓扑优化与试验

摘要：

为提高小型甘蔗收获机的结构刚度,避免共振的发生,同时满足轻量化的需求,对其车架进行多目标多水平拓扑优化.首先建立小型甘蔗收获机车架的三维模型与有限元模型,通过模态试验验证有限元模态的准确性.其次对车架进行静力学分析,并分别以最小柔度和最大动态刚度为目标进行拓扑优化,对优化的模型进行筛选后,再通过静力学分析校验优化结构的安全性.最后,根据优化后的模型加工出实物并进行动态性能测试.通过传递函数测试与振动试验的结果可得:以静力学为目标优化的车架,第一阶频率提高0.1 Hz、峰值频率得到略微改善,并且质量降低10.6％,各频率段的振幅均大于优化前的车架;以侧向支承梁优化的车架,第一阶频率降低0.3 Hz,质量降低21.77％,峰值频率得到轻微改善,1～3 Hz下的振幅略小于原车架;而以动力学为目标优化的车架,第一阶频率提高0.9 Hz,传递函数各项指标均降低,各频率段的振幅均小于优化前的车架,车架质量减少12％,充分达到预期目标,实现车架板梁结构的轻量化和动态特性提升.由验证模态试验得知:三种方式优化后的车架,各阶频率均避开发动机激励以及其他主要激励的频率范围.

关键词：小型甘蔗收获机、车架、模态分析、拓扑优化

所属期刊栏目：43

分类号：S225.5+3(农业机械及农具)

资助基金：广西自然科学基金项目;广西制造系统与先进制造技术重点试验室项目;广西高校中青年教师科研基础能力提升项目;梧州学院校级科研项目

在线出版日期：2022-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：90-97