基于多体动力学和有限元分析方法的不同耕深条件下犁铧梭式动力学特性研究.ppt

基于多体动力学和有限元分析方法的不同耕深条件下犁铧梭式动力学特性研究,班级：11车辆4班学号：11558116姓名：指导老师：,2、研究背景,犁是一种耕作工具。它的主要功能是翻土和碎土。以犁铧为其主要工作部件的犁，称为铧式犁。犁铧作为犁体中重要的组成部分，犁铧是犁体上承受载荷最大的部件，同时又是磨损最严重的消耗件。据试验，犁铧所承受的土壤阻力约占整个犁体阻力的一半。特别是在犁铧磨钝以后，阻力急剧增大，作业机组的耗油量增加，犁铧的耕深稳定性变坏，最终导致其报废。有关研究指出：当犁铧刃厚从1增加至5时，耕深减少38，牵引阻力增加53，拖拉机油耗增加25，机组效率下降48。基于此，需要对这部分进行有限元分析。本文主要针对犁铧进行多体动力学及有限元分析方法进行研究，在不同耕速下犁铧的受力情况，通过SolidWorks软件建模分析，运用COSMOSworks对其受力分析，找出设计中的薄弱环节，并提出改进措施，在虚拟软件中即可对实体研究。,3、犁铧SolidWorks建模,（1）打开SolidWorks，新建零件图，进入草图绘制模式，选取上视基准面为基准面，绘制草图1。,(2)对草图1进行基本特征建模，如图2选取拉伸凸台/基体进行凸台拉伸，拉伸长度为300.0mm，得到图3,(3)以实体右基准面为基准绘制草图4，并对进行拉伸切除特征。得到如图6，特征建模结束。,4、犁铧工程图,工程图的基础是将三维模型按正投影的方法投影到平面上，形成基本的三视图以及其他派生视图。犁铧的工程图如图,耕深a1时应力图,5、犁铧有限元模型的建立,耕深a2时应力图,耕深a3时应力图,分析结果如图所示。下面我们就可以利用前面的计算数值进行有限元分析。而摆动。犁铧上两个犁刃成左右对称分布，因此，对犁铧施加的约束。犁铧的主要作用是入土和碎土，因而土壤除了对犁铧刃口有正压力作用外，还对刃口有摩擦阻力作用。据此加在犁铧刃口上的载荷应该是沿着刃口面的方向。,约束好的犁铧,加载后的犁铧,6、犁耕阻力结果分析,结果分析下面我们就可以利用前面的计算数值进行有限元分析。而摆动。犁铧上两个犁刃成左右对称分布，因此，对犁铧施加的约束。犁铧的主要作用是入土和碎土，因而土壤除了对犁铧刃口有正压力作用外，还对刃口有摩擦阻力作用。据此加在犁铧刃口上的载荷应该是沿着刃口面的方向。分析犁铧的工作过程及其铧尖区的失效特征，我们认为：土壤及其夹杂物对铧尖区的磨损和冲击是造成犁铧失效的主要原因，具体体现在：磨粒对铧尖区的切削和凿削；冲击造成的塑性变形冲击坑，产生了微区冷作硬化，在土壤的反复作用下使原来有一定塑性的表面逐渐变脆剥落；磨粒的无数次反复冲击，使铧尖区发生周期弹性变形，最终造成接触疲劳破坏。必须强调的是：犁铧铧尖区的失效不是单一原因造成的，其每一微区的破坏都是多种因素综合作用的结果。结论分析犁铧的受力特征，对其进行有限元分析，结果表明：土壤及其夹杂物对犁铧铧尖区的冲击、磨损和疲劳是造成犁铧失效的主要原因。利用有限元分析软件COSMOSworks对犁铧进行有限元分析，得到的计算结果非常直观，与理论计算和田间实验结论十分相