| 玉米收获机车架应力及模态数值模拟焊点模型优选 |
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| 引用本文： | 姚艳春,宋正河,杜岳峰,毛恩荣,赵雪彦,张万昊.玉米收获机车架应力及模态数值模拟焊点模型优选[J].农业工程学报,2016,32(24):50-58. |
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| 作者姓名： | 姚艳春 宋正河 杜岳峰 毛恩荣 赵雪彦 张万昊 |
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| 作者单位： | 中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室,北京,100083 |
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| 基金项目： | 北京市科技创新基地培育与发展专项项目（Z151100001615017）；现代农业装备与技术协同创新资助项目（NZXT01201601）；教育部博士学科点专项科研基金资助项目（20130008110043） |
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| 摘 要： | 玉米收获机车架作为一种典型的薄壁焊合结构,各结构件主要通过焊接关系连接,该文针对车架有限元建模分析中焊点连接关系复杂、不同焊点模型引起数值模拟精度差异的问题,以提高车架有限元建模准确性与计算精度为目标,研究不同焊点模型对收获机械车架有限元计算精度的影响。首先,研究了有限元建模中常用4种不同焊点模型的构造机理与数学描述,并分别建立了4种焊点的车架有限元分析模型,计算静态加载下不同焊点模型车架的应力分布;其次,设计了玉米收获机车架应变试验,得到不同测点的应力分布规律。通过对比分析仿真与试验数据得出:采用RBAR(rigid-bar)焊点模型计算结果与试验结果吻合,相关系数为0.993 2,较适合模拟计算应力-应变模式的静态工况。通过Block Lanzcos算法计算不同焊点模型的车架模态振动频率与振型,获取不同焊点模型对车架频率和振型的影响规律,得出采用ACM2(area contact model 2)焊点模型的计算结果与二阶四面体单元计算结果相关性较高,相关系数为0.995 9。综合考虑不同焊点模型的适用性与建模效率得出:对于应力-应变模式的静态分析,建议采用RBAR焊点模型;对于模态分析模式的车架动态振动特性分析,建议采用ACM2焊点模型。研究结果为收获机械焊接结构件的有限元建模方法、焊点模型的选用以及提高数值模拟精度和建模效率等问题提供依据。
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| 关 键 词： | 模型 有限元分析 应变 焊点 数值模拟 应力 模态振动频率 车架 |
| 收稿时间： | 2016/5/31 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2016/7/14 0:00:00 |
Optimum seeking of spot weld model on numerical simulation of stress and modal analysis for corn combine harvester frame |
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| Yao Yanchun,Song Zhenghe,Du Yuefeng,Mao Enrong,Zhao Xueyan and Zhang Wanhao.Optimum seeking of spot weld model on numerical simulation of stress and modal analysis for corn combine harvester frame[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2016,32(24):50-58. |
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| Authors: | Yao Yanchun Song Zhenghe Du Yuefeng Mao Enrong Zhao Xueyan and Zhang Wanhao |
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| Institution: | Beijing Key Laboratory of Optimized Design for Modern Agricultural Equipment, China Agricultural University, Beijing 100083, China,Beijing Key Laboratory of Optimized Design for Modern Agricultural Equipment, China Agricultural University, Beijing 100083, China,Beijing Key Laboratory of Optimized Design for Modern Agricultural Equipment, China Agricultural University, Beijing 100083, China,Beijing Key Laboratory of Optimized Design for Modern Agricultural Equipment, China Agricultural University, Beijing 100083, China,Beijing Key Laboratory of Optimized Design for Modern Agricultural Equipment, China Agricultural University, Beijing 100083, China and Beijing Key Laboratory of Optimized Design for Modern Agricultural Equipment, China Agricultural University, Beijing 100083, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | models finite element method strain weld spot numerical simulation stresses mode vibration frequency frame |
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