玉米收获机车架应力及模态数值模拟焊点模型优选

• 作者: 姚艳春 宋正河 张万昊 杜岳峰 毛恩荣 赵雪彦
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 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
• 年，卷（期）: 2016,（24）
• 所属期刊栏目: 关键技术
• 页码范围: 50-58
• 页数: 9页
• 分类号: S225.3|TB533.1
• 字数: 6224字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.24.007

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0.9932，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0.9959。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。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	毛恩荣	中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室	158	2294	25.0	37.0
2	宋正河	中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室	83	1302	19.0	33.0
3	杜岳峰	中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室	31	331	12.0	16.0
4	姚艳春	中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室	3	67	3.0	3.0
5	赵雪彦	中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室	3	20	2.0	3.0
6	张万昊	中国农业大学现代农业装备优化设计北京市重点实验室	1	6	1.0	1.0