双臂绿篱机臂架结构的设计与研究

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1、分类号:TH1210710-2015225042专业硕士学位论文双臂绿篱机臂架结构的设计与研究赵建成导师姓名职称司癸卯副教授专业学位类别申请学位类别工程硕士机械工程及领域名称论文提交日期2018年3月15日论文答辩日期2018年5月19日学位授予单位长安大学DesignandResearchonBrachialStructureofHedgeTrimmerwithDoubleVehicle-mountedWorkingArmsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCan

2、didate：ZhaoJianchengSupervisor：SiGuimaoChang’anUniversity，Xi’an，China摘要本文为一种新型双臂绿篱机完成了臂架结构的设计。该双臂结构与现有的结构形式相比，具有适应性强、功能齐全、稳定安全等优点，其既能高效地完成边坡植被的修剪，又能一次性高效地完成中间绿篱顶面、侧面两个面的同时修剪，解决了目前车载式单臂绿篱机修剪边坡困难和修剪效率低两大难题。课题依托某高速公路绿篱养护项目，根据相关作业要求，首先确定了车载式双臂绿篱机臂架的结构布局方案，通过

3、概念设计确定了双臂的结构参数后，利用Solidworks软件建立了臂架整体的三维参数化模型，并对其在不同工况下进行了分析和校核，得出了臂架的结构设计方案满足工作要求的结论。此外，以有限元方法和机械结构力学理论为基础，利用ANSYSWorkbench软件的DM模块对双臂在不同工况下进行了有限元结构静力学分析，得出了臂架的初始设计方案符合强度刚度设计要求的结论；接着利用多目标驱动优化技术，对初始设计的双臂结构进行了轻量化优化设计，并对优化后的结构进行了有限元分析，得到了优化后双臂的结构设计参数和静力学分析结

4、果，验证了此次轻量化设计的有效性。最终对优化后结构进行了振动特性分析和模态分析，获取了绿篱机的各种激振频率和双臂的前六阶模态固有频率，通过对比得出了不会发生共振的结论，为避免共振和抵抗疲劳破坏提供了可靠的依据。关键词：结构设计，有限元分析，多目标驱动优化，模态分析IAbstractThispapercompletesthedesignofadual-armstructureofanewtypeofhedgetrimmer.Comparedwiththeexistingstructure,thisstru

5、cturehastheadvantagesofstrongadaptability,completefunction,strongersecurityandstabilityandsoon.Itcanefficientlycompletetheslopevegetation’spruning,andcanalsoefficientlycompletethepruningoftopandprofilesideofthecentralisolationbelthedgeatthesametime.Itsol

6、vestwomajorproblems,oneisthatitisdifficultforsingle-armhedgetrimmertopruneslopevegetation,theotheristhatsingle-armhedgetrimmerhaslowpruningefficiency.Relyingonahighwayhedgerowmaintenanceprojectandrelevantrequirement,firstlythispaperconfirmstheconfigurati

7、ondesignschemeofdoubleWorkingarmsofhedgeTrimmer,anditaccomplishesparameterdesignofthisstructurebyconceptualdesign.Afteritthe3DparameterizedmodelofdoubleWorkingarmsisestablishedbyusingSolidworksoftware,andthetypicalworkingconditionsoftheworkareanalyzed,th

8、entheconclusionisdrawnthatthestructuraldesignofthearms’framemeetstherequirementsofthework.Basedonthefiniteelementmethodandthetheoryofmechanicalstructuremechanics,staticsanalysisoftwoarmsunderdifferentworkingconditionsisest