| 基于变密度法的油菜割晒机割台机架拓扑优化与试验 |
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| 引用本文： | 樊伟,舒彩霞,万星宇,廖宜涛,廖庆喜,杨佳.基于变密度法的油菜割晒机割台机架拓扑优化与试验[J].华中农业大学学报,2023,42(1):227-236. |
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| 作者姓名： | 樊伟 舒彩霞 万星宇 廖宜涛 廖庆喜 杨佳 |
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| 作者单位： | 1.华中农业大学工学院，武汉 430070;2.农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070 |
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| 基金项目： | 国家现代农业产业技术体系油菜耕种机械化岗位（CASR-12）；中国博士后科学基金项目（2020M682438） |
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| 摘 要： | 为减少履带式油菜割晒机割台在不同工况下的振动，应用Hypermesh软件建立割台拓扑优化空间，利用多体动力学方法建立基于RecurDyn的油菜割晒机虚拟样机模型，获得部件调试工况、转运工况和田间作业工况下割台运动副的动态载荷；采用折衷规划法构建割台静态刚度和动态频率的综合目标函数，根据层次分析法确定各子目标的权重；以体积分数、运动副极大值载荷为约束条件，得到割台空间结构的理想材料密度分布，综合考虑实际工程应用，对优化得到的割台机架进行规则化处理；建立优化后割台机架的有限元模型并开展有限元静力分析与模态分析，对比分析优化前、后割台测点处的振动幅值。结果显示：优化后最大应力值由107.99 MPa下降到65.45 MPa，最大变形量由0.82 mm下降到0.36 mm；前三阶固有频率有不同程度提高，第一阶固有频率提高到24.187 Hz。实际振动测试结果表明，优化后割台各测点振动幅值下降，割台整体振动减小，其中纵向切割器支架振幅值由4.83 m/s2下降到1.49 m/s2。
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| 关 键 词： | 油菜 割晒机 割台 振动 拓扑优化 变密度法 |
| 收稿时间： | 2022/2/25 0:00:00 |
Topology optimization and test of the header frame of rapeseed windrower based on the variable density method |
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| FAN Wei,SHU Caixi,WAN Xingyu,LIAO Yitao,LIAO Qingxi,YANG Jia.Topology optimization and test of the header frame of rapeseed windrower based on the variable density method[J].Journal of Huazhong Agricultural University,2023,42(1):227-236. |
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| Authors: | FAN Wei SHU Caixi WAN Xingyu LIAO Yitao LIAO Qingxi YANG Jia |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | rapeseed windrower header vibration topology optimization variable density method |
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