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《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:

第47卷

期数:

2019年第21期

页码:

273-278

栏目:

农业工程与信息技术

出版日期:

2019-12-05

文章信息/Info

Title:

Design and optimization of frame structure of a cotton picker

作者:

吾尔科木·冉合木;  买买提明·艾尼;  伊里哈木·阿不都热依木;  古丽巴哈尔·托乎提

新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐 830047

Author(s):

Orkin Rahim; et al

关键词:

采棉机; 大梁结构; ANSYS; 静态分析; 模态分析; 设计优化

Keywords:

-

分类号:

S225.91⁺1

DOI:

-

文献标志码:

A

摘要:

采棉机大梁要求具有足够的强度和刚度，以承受整个采棉机的载荷和从车轮传来的冲击，同时要求具有一定的动态振动特性，以避免在各种旋转零部件转动工作频率激励下出现共振。针对采棉机大梁结构设计与优化问题，运用UG三维计算机辅助设计软件，建立了7种不同车架结构实体模型，运用有限元分析方法对车架实体模型建立网格模型，并对车架进行静力学分析和强度评价，同时进行模态振动特性分析。数值分析结果表明，随着大梁结构的改变和优化，其最大应力集中值发生变化，从386.36 MPa下降到176.88 MPa，总变形量从8.51 mm下降到3.99 mm，强度有明显提高、变形量明显变小。可知结构强度提高了56.3%，总变形量降低了53.8%。模态振动分析结果表明，优化前的大梁结构前10阶固有频率在7.3~44.9 Hz范围内变化，随着结构的进一步完善和优化，结构6第2、6、8、10阶固有频率分别较优化前提高 53.2%、31.3%、31.1%、20.1%，结构弯曲振型部位从前桥连接板和主横梁转移到前桥附横梁，尾部扭转振型渐渐消失，且经过优化，成功避开了拖拉机怠速频率和重要工作部件采棉头的工作频率范围；通过对各优化结构之间进行对比分析并考虑采棉机实际工作环境，最后确定符合实际加工和工作机制的边梁材料为材料横截面积100 mm×200 mm、厚度7 mm，外部的加强大梁结构，为采棉机大梁国产化、提高其强度和动力稳定性提供理论依据。

Abstract:

-

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：2018-08-05
基金项目：阿特勒-新疆大学校企合作重点项目(编号：62162)。
作者简介：吾尔科木·冉合木(1995—)，男，新疆塔城人，硕士研究生，从事结构优化与稳定性研究。E-mail：18703019497@163.com。
通信作者：买买提明·艾尼，博士，教授，博士生导师，从事现代设计理论与方法、结构振动与控制、转子-轴承系统稳定性、计算力学等研究。E-mail：mgheni@263.net。

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更新日期/Last Update: 2019-11-05