虚拟仿真实验-农机

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1、农业机械虚拟仿真实验教学功能效果：农业机械所涵盖的《农业机械学》、《农业物料学》、《设施农业》等是农业机械化及其自动化专业的主干课程，同时也是该专业的特色大类课程。与其他通用机械有许多不同之处，其研究领域主要是根据农业生产的实际需要、自然条件等，利用机械动力学、控制论及优化设计、随机过程、可靠性设计、机械设计及理论等研究农业机械的理论、结构设计、试验和应用等问题；是讲述常用农业机械基本构造、工作原理、理论分析及设计计算等内容的专业课程。通过学习，使学生能够掌握典型农业机械的基本知识，为今后从事农机化事业或其他农业工程工作打下坚实的理论基础。此外，农业机械所涵盖的课程是实践性很

2、强的专业课程，必要的典型结构认识与关键零部件的运动规律分析是使学生理解和掌握课堂授课内容的重要手段。近些年，由于课时不断压缩，大量的结构和试验课削减，学生对各种农机具的认识仅限于各种农机具的外表结构形式，对于其主要工作部件的结构及工作原理、运动形式、动作方式等都无从了解。最终使学生本科或硕士毕业后只能学到一些表象的知识，而对于知识的运用能力欠缺，直接影响学生就业和工作单位才能发挥。因此，为保证授课内容的丰富、全面、直观，本学科组建立农业机械虚拟仿真实验教学平台，通过仿真虚拟再现各种机具的主要工作部件的详细结构、运动关系、运动规律。主要包括：仿真反映出实物的内部结构，模型的运动

3、模拟、动力学分析，工作原理及复杂机构的运动规律分析。主要针对农业机械化及其自动化和机械设计制造及其自动化专业本科生和研究生，完成农业机械虚拟仿真基础分析和建模，复杂实际农业机械相关问题的模型建立，农业机械装备的虚拟设计，从而为农业机械新机具的研发奠定分析基础。该平台主要包括分析设计基础仿真和农业机械和机构仿真两部分，其中农业机械和机构仿真由小麦玉米播种机械仿真建模和小麦玉米收获机械仿真建模两部分。一、分析与设计基础虚拟仿真基于ADAMES、Pro/ENGINEER、UG、Solidwork等软件，完成农业机械的基础仿真分析与虛拟设计，包括以下几个方面。①机构计算机分析对确定机

4、构或者拟设计开发机构，通过计算机分析其运动轨迹、动力学特性。实现不同驱动下的动力学和运动学分析、变速传动机构的动力学和运动学分析。②农业机械模型建立对已有的农业机械，结合测试和实验数据，进项模型建立，实现力学模型、机构或装置的动力学模型、物料烘干系统模型建立等。③农业机械虚拟创新设计通过仿真分析，发明新的机构代替农业机械早期传统的机构，实现工作部件的创新，也可以根据新的农艺方式，虚拟设计一些新的农业机械，实现农机农艺结合后的创新发明。二、农业机械和机构虚拟仿真设计基于Solid'vorks、Pro/ENGINEER、UG、Adames等软件,利用各种机构的三维实体模型贯穿到课

5、程讲授的各个环节。实现对零件、机构和整机任意位置进行平面剖切，来表达任意截面的内部构造；采用机构的三维模型进行运动仿真，简单明了的表达清楚复杂机构当中的各零部件的运动关系；采用相关软件将各关键构件的运动学、动力学的分析结果以视频图像形式直观表迗.最终，通过以上手段，在有限的实验教学课时内使学生尽可能多的了解各种典型农业机械设备的结构及运动分析。基于Solidworks、Pro/ENGINEER、UG等软件，针对黄淮海地区大宗农作物机械化生产，开发新产品和机具。包括玉米联合收获机械研发，玉米拮秆切割收机械的研发，小麦玉米播种机械装备的研发。虚拟仿真技术在其中已经起到巨大的作用，

6、大大提高了产品的研发速度和进度。1、玉米收获机械虚拟仿真设计玉米收获机作为一种复杂机械，首先它的零部件外形复杂（如螺旋，摘穗辊），其次它的约束关系复杂（如碰撞）。玉米收获机械虛拟仿真试验是基于玉米籽粒联合收获设计开展的，学生按照指导老师的设计要求，通过三维软件将所需零部件进行建模，并进行虚拟装配，采用碰撞检查部件之间是否有干涉，利用ADAMES对运动部件的进行仿真。每组学生完成一种部件的设计及仿真分析。步骤如下:①对玉米收获机中各工作部件（如分禾器、扶禾螺旋辊、拉茎辊喂入螺旋、拨禾轮、摘穗板、导入锥、立轴式甩刀、变速箱等），进行理论分析与实体设计。每组学生负责一个部件。②运用

7、专业三维CAD软件UG、Pro/E、SolidWorks等对玉米收获机各部件进行模型建立。③然后把模型导入ADAMS中进行仿真分析，对组成玉米收获机各部件如分禾器、拨禾轮、立轴式甩刀、拉茎辊、摘穗板，喂入装置等进行运动学、动力学仿真分析，并得出合理的参数、结论。④根据各组学生的模型及运动分析结果，对部件的结构和整机进行虚拟装备。2、小麦玉米播种机械虚拟仿真设计以集播种、施肥、覆膜为一体的型玉米、小麦两用多功能施肥播种机为基础进行播种机结构和运动仿真分析。学生按照指导老师的设计要求，通过三维软件将所需零部