考虑质量时变的收获机械工作模态分析与试验

• 作者: 刘帆 姚艳春 宋正河 尹宜勇 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: 收获机械 振动 模态分析 参数辨识 时域 频域
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 83-94
• 页数: 12页
• 分类号: S225.3|TB533.1
• 字数: 9322字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.09.010

摘要

为研究复杂开放环境下收获机械田间作业过程由质量时变影响的工作模态及振动行为,该文搭建了一套收获机械工作模态测试系统,以4YZP-4HA型122 kW玉米联合收获机械为研究对象,建立收获机械车架工作模态测点模型,测定工作模态试验下的土壤-机器-植物等边界条件,并进行田间收获作业和运输工况的振动响应数据采集和时频域分析,利用时域随机子空间 SSI(stochastic subspace identification)和频域的增强型频域分解 EFDD(enhanced frequency domain decomposition)算法,辨识了在质量时变(田间收获作业)和质量非时变(运输工况)影响下的模态参数(模态频率、阻尼比及模态振型),并比较分析了2种算法的工作模态辨识结果.利用时频域分析方法获取了不同测点振动加速度幅值统计特征及频率分布规律,研究结果表明:田间收获作业工况振动强度高于运输工况,振动频率集中分布在20~150 Hz范围内,测点频率之间存在差异主要由不同位置刚度变化所致;通过比较SSI和EFDD方法辨识的模态频率,发现SSI和EFDD方法在相同频率范围内相差较小,且均落入傅里叶变换方法的频率分布区间,表明SSI和EFDD方法计算结果可信,能够较为准确地确定模态频率;质量时变下的收获机械车架模态振型特征主要表现为扭转、弯曲、弯扭和局部模态振型,其中1阶扭转振型频率接近29 Hz (SSI:29.578 Hz;EFDD:29.300 Hz).研究结果可为复杂农田作业环境下收获机械的工作模态分析与试验提供参考.