發(fā)布時間：2020-11-19 17:43

　　 由于發(fā)動機激勵、切割振動激勵,路面不平度激勵等因素的影響,導(dǎo)致小型收獲機普遍破頭率偏高。其中路面不平度所產(chǎn)生的影響普遍存在,并且缺乏相關(guān)研究。本文根據(jù)項目組前期與企業(yè)合作并研制的小型整桿式收獲樣機,為了深入探究甘蔗地路面不平度激勵源對收獲機刀盤振動的主要原因,本文通過下列方法對所研究的對象進行分析。首先,對剛收獲完的蔗地路面不平度激勵源信號進行采集。通過課題組自制的路面不平度激勵源采集硬件裝置,并結(jié)合比利時LMS數(shù)據(jù)采集前端和PCB加速度傳感器,對某農(nóng)場的平整蔗地和有坡度蔗地路面不平度激勵源進行采集。該裝置利用獨輪車作為牽引,實心鐵塊作為負重,把采集過程中輪胎包絡(luò)特性影響降低到最小,并且有效克服了輪胎的跳動,最終通過LMS test.lab軟件對采集的路面不平度激勵的響應(yīng)時域信號進行頻譜分析,結(jié)果表明平整蔗地和坡度蔗地路面不平度激勵源頻率范圍相當。然后,利用MATLAB軟件對所采集的路面不平度加速度信號進行處理。其中利用了EMD分解和小波閾值聯(lián)合對信號進行去噪,并結(jié)合時域積分理論,實現(xiàn)了路面不平度激勵的復(fù)現(xiàn);為了項目后期試驗平臺的設(shè)計,利用MATLAB中的Cftool工具箱對隨機信號進行分段的函數(shù)擬合,提煉出譜的集中幅值和集中頻率。并且根據(jù)處理工程應(yīng)用中實現(xiàn)載荷譜周期延拓的方法,利用雨流計數(shù)方法對隨機信號進行統(tǒng)計分析處理,實現(xiàn)周期延拓,最終得到了大周期的隨機路面不平度加載譜。接著,研究路面不平度激勵源對甘蔗收獲機刀盤振動特性的影響。利用Adams/vibration模塊和簡化的小型整桿式甘蔗收獲機模型,并利用路面不平度激勵源的功率譜密度曲線作為輸入,刀盤刀尖處的垂向振動加速度幅值作為輸出,仿真得到了收獲機刀盤振動的幅頻特性曲線,在2~3Hz時刀盤的振動響應(yīng)最大,并通過實驗驗證了上述收獲機刀盤振動機理分析方法的有效性。最后,對甘蔗收獲機的結(jié)構(gòu)進行分析與優(yōu)化。利用有限元軟件對收獲機切割系統(tǒng)中容易影響甘蔗收獲機振動的部件進行分析,并進行模態(tài)實驗驗證,證明了收獲機的車架為影響的關(guān)鍵因素。然后利用實際工程經(jīng)驗,通過更改結(jié)構(gòu)剛度來實現(xiàn)對車架的優(yōu)化,并通過仿真,利用之前所擬合的路面不平度功率譜密度曲線作為激勵源輸入,驗證了改進后結(jié)果的正確性。
【學位單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：S225.53
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及主要任務(wù)
    1.2 課題意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平
        1.3.1 收獲機切割質(zhì)量
        1.3.2 路面不平度激勵源獲取
        1.3.3 路面不平度激勵對車輛平順性研究
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 蔗地路面不平度激勵信號的采集實驗
    2.1 采集裝置的設(shè)計與安裝
        2.1.1 小車輪改進與過渡裝置的設(shè)計
        2.1.2 過渡裝置與皮卡的連接裝置的設(shè)計
    2.2 路面激勵信號采集預(yù)實驗
        2.2.1 傳感器標定實驗
        2.2.2 低頻信號采集性能試驗
        2.2.3 蔗地路面對大型甘蔗機刀盤振動影響實驗
    2.3 路面激勵信號采集實驗
        2.3.1 實驗?zāi)康募靶盘柌杉�過程
        2.3.2 振動數(shù)據(jù)的采集結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于MATLAB的路面不平度信號處理
    3.1 原始加速度信號去噪
        3.1.1 小波閾值去噪
        3.1.2 EMD分解與EMD去噪
        3.1.3 EMD與小波聯(lián)合去噪
    3.2 加速度信號轉(zhuǎn)位移信號
        3.2.1 積分方法理論
        3.2.2 時域積分在蔗地路譜信號中的應(yīng)用
    3.3 隨機信號函數(shù)的擬合
        3.3.1 cftool工具箱界面簡介
        3.3.2 隨機信號函數(shù)擬合在蔗地激勵信號中的應(yīng)用
    3.4 路面不平度隨機加載譜的獲取
        3.4.1 雨流計數(shù)原理
        3.4.2 隨機譜的獲取
    3.5 本章小結(jié)
第四章 收獲機刀盤振動特性仿真分析及試驗驗證
    4.1 路面不平度對刀盤振動特性仿真分析
        4.1.1 ADAMS/Vibration插件介紹
        4.1.2 路面不平度自功率譜密度（PSD）概述
        4.1.3 甘蔗收獲機ADAMS模型簡化與振動仿真分析
    4.2 路面不平度對刀盤振動特性試驗驗證
        4.2.1 試驗準備
        4.2.2 工況試驗
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化
    5.1 切割系統(tǒng)與車架有限元分析
        5.1.1 切割系統(tǒng)與車架有限元模型建立
        5.1.2 求解計算與分析
    5.2 車架的試驗?zāi)�態(tài)分析
        5.2.1 實驗準備
        5.2.2 激振及測點布置
        5.2.3 實驗?zāi)�態(tài)結(jié)果分析
    5.3 車架優(yōu)化
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝

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本文編號：2890277