毕业论文答辩-基于多体动力学和有限元分析方法的不同耕速条件下犁胸梭式动力学特性研究

1、基于多体动力学和有限元分析基于多体动力学和有限元分析 方法的不同耕速条件下犁胸梭方法的不同耕速条件下犁胸梭 式动力学特性研究式动力学特性研究 姓名：姓名： 学号：学号： 专业：车辆工程专业：车辆工程 指导老师：指导老师： 日期：日期：2015.5.252015.5.25 课题研究的意义 f（1 1） 在农业生产过程中，犁的使用是必不可少在农业生产过程中，犁的使用是必不可少 的，因此提高犁胸的工作效率，延长犁胸的使用的，因此提高犁胸的工作效率，延长犁胸的使用 寿命是相当重的寿命是相当重的 。 f（2 2）初步探索在不同耕速下犁翼的动力学特性，初步探索在不同耕速下犁翼的动力学特性， 为其能在农业生

2、产的使用中更好的发挥其作用提为其能在农业生产的使用中更好的发挥其作用提 供理论支持供理论支持。 f（3 3）围绕经济性、降低成本进行讨论，提高耐用）围绕经济性、降低成本进行讨论，提高耐用 度。度。 研究过程分析 f1 1、首先利用、首先利用SolidWorksSolidWorks对犁胸进行实体建模，绘对犁胸进行实体建模，绘 制出相应的零件图以及工程图；制出相应的零件图以及工程图； f2 2、利用以下公式计算出犁胸阻力（不同耕速下）、利用以下公式计算出犁胸阻力（不同耕速下） f 犁胸阻力：犁胸阻力：P1 =PP1 =P* *40%40%* *60%60% f3 3、进行网格划分、约束、加载、选材

3、等进行有限、进行网格划分、约束、加载、选材等进行有限 元分析元分析 cossin102 1 kk R 1 kfGP 2 0 3 2 21 v pabab 1.（一）先打开Solid Works软件，点击左上角的新建零件图，以前 视基准面为草图平面绘制草图。通过直线，切线弧等草图特征命令绘制 如图1。 （二）退出草图界面，对上述草图进行基体-拉伸特征，得 到三维实体； （三）以实体下端面为基准面绘制草图 （四）对草图3进行拉伸切除特征（反侧切除） （五）还以实体下端面为基准面绘制草图 （六）对草图6进行拉伸切除特征 （七）犁胸实体建模图： （八） 犁胸工程图 2、利用以下公式计算出犁胸阻力（不同

4、耕速下） f （1 1）当耕速为）当耕速为=5Km/h=5Km/h（1.39m/s1.39m/s）时。所有数据在前面已经给过，）时。所有数据在前面已经给过， 代入公式（代入公式（1 1）得犁耕阻力）得犁耕阻力P=11658.5NP=11658.5N，代入公式（，代入公式（2 2）得犁胸阻力）得犁胸阻力 =2798.041N=2798.041N。对犁胸进行加载，进行。对犁胸进行加载，进行 选择【运行】选项卡，再单击选择【运行】选项卡，再单击 【运行模拟】按钮，进行有限元分析。【运行模拟】按钮，进行有限元分析。 f （2 2）当速度为）当速度为6Km/h6Km/h（1.67m/s1.67m/s）时

5、。犁耕阻力）时。犁耕阻力P=11973.1NP=11973.1N，犁胸，犁胸 阻力阻力P=2873.520NP=2873.520N。 f施加载荷分析。施加载荷分析。 f （3 3）当速度为）当速度为7Km/h7Km/h（1.94m/s1.94m/s）时。犁耕阻力）时。犁耕阻力P=12330.9NP=12330.9N，犁胸，犁胸 阻力阻力P=2959.416NP=2959.416N。 f （4 4）当速度为）当速度为8Km/h8Km/h（2.22m/s2.22m/s）时。犁耕阻力）时。犁耕阻力P=12962.09NP=12962.09N，犁，犁 胸阻力胸阻力P=3062.902NP=3062.9

6、02N。 f 3、（一）进行网格划分、约束、加载 f f f 网格划分网格划分 f 约束后的犁胸和加载后的犁胸 （二）有限元分析图（不同耕速下）： （三）通过对在四种不同耕速下犁胸梭式运动的有限元分析， 根据应力图可以得到在四种情况下的，犁胸所受到的最大应 力出现在犁胸的胫刃部位，这是在四种情况下的共同点 f如图所示如图所示 结果分析 f 通过对不同耕速下犁胸梭式运动的有限元分通过对不同耕速下犁胸梭式运动的有限元分 析，结合与之相对应的应力、应变图，可以很容析，结合与之相对应的应力、应变图，可以很容 易体现出应力最大值，也即最易造成犁胸实效的易体现出应力最大值，也即最易造成犁胸实效的 位置。其

7、他条件相同的情况下，速度越大，越易位置。其他条件相同的情况下，速度越大，越易 失效，因此结合实际情况，在耕速允许的范围内失效，因此结合实际情况，在耕速允许的范围内 研究最大临界耕速，解决了最大临界耕速下的失研究最大临界耕速，解决了最大临界耕速下的失 效问题，就是找到了应力最大值，也就说可以延效问题，就是找到了应力最大值，也就说可以延 长犁胸的使用寿命，提高效率长犁胸的使用寿命，提高效率。 结论 f（1 1）不同的作业环境和土壤及其夹杂物对胫刃区的磨损、）不同的作业环境和土壤及其夹杂物对胫刃区的磨损、 冲击和疲劳破坏是造成犁翼在长时间使用后失效的主要原冲击和疲劳破坏是造成犁翼在长时间使用后失效的

8、主要原 因。因。 f（2 2）选择合适的材料对犁体的效率是非常重要的，有关）选择合适的材料对犁体的效率是非常重要的，有关 研究表明：犁胸的表面硬度越高，脱土性能越好，牵引阻研究表明：犁胸的表面硬度越高，脱土性能越好，牵引阻 力就越小，机械耕作的质量越高。力就越小，机械耕作的质量越高。 f（3 3）不同的耕速条件下对其失效的影响是不同的，一般）不同的耕速条件下对其失效的影响是不同的，一般 耕速较快时会增大其摩擦，从而加速其失效过程，减小犁耕速较快时会增大其摩擦，从而加速其失效过程，减小犁 翼及其机件的整体使用寿命。翼及其机件的整体使用寿命。 f（4 4）在生产生活中进行田间作业时，综合材料成本的经）在生产生活中进行田间作业时，综合材料成本的经 济性和实际实用性，选用合适的耕速不仅可以提高机件的济性和实际实用性，选用合适的耕速不仅可以提高机件的 效率，同时可以有效的保护机件，延长机件的使用寿命。效率，同时可以有效的保护机件，延长机件的使用寿命。 致谢 f 四年的大学生活在这个季节就将画上一个句四年的大学生活在这个季节就将画上一个句 号，而我的人生却是逗号，我将会面对更多的挑号，而我的人生却是逗号，我将会面对更多的挑 战，首先我要感谢朱林导师，在他的耐心和悉心战，首先我要感谢朱林导师，在他的耐心和悉心 指导下，我才顺利的完成论