油茶动力底盘作业臂仿真及有限元分析

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1、工学硕士学位论文油茶动力底盘作业臂仿真及有限元分析王东哈尔滨理工大学2018年6月国内图书分类号：TP391.9工学硕士学位论文油茶动力底盘作业臂仿真及有限元分析硕士研究生：王东导师：任胜乐申请学位级别：工学硕士学科、专业：机械设计及理论所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringOperationArmSimulationandFinit

2、eElementAnalysisofCamelliaOleiferaDynamicChassisCandidate：WangDongSupervisor：ShengleRenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalDesignandTheoryDateofOralExamination：June,2018University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕

3、士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《油茶动力底盘作业臂仿真及有限元分析》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将由本人承担。作者签名：王东日期：2018年6月28日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《油茶动力底盘作业臂仿真及有限元分析》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的

4、硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在5年解密后适用授权书。不保密(请在以上相应方框内打√)作者签名：王东日期：2018年6月28日导师签名：王东日期：2018年6月28日油茶动力底盘作业臂仿真及有限元分析摘要

5、随着国家经济持续走好，民众对高品质食用油需求量也越来越多，间接地促进了我国油茶种植量越来越大。当前，我国在油茶抚育作业中，主要以人工为主机械作业为辅的作业现状仍未改变。而目前这部分机械化作业具有机械设备种类繁多、一机一用、通用兼容性差等特点，进而导致油茶抚育效率低，作业质量不高。油茶动力底盘是一台可更换工作模块的多功能作业设备，解决了油茶抚育作业过程中作业工序多，所需作业设备多的难题，用最少的作业设备种类和最优的通用模块组配，发挥抚育机械作业最大效率，从而实现油茶抚育最优作业，促进油茶机械化抚育持续发展

6、壮大。作业臂作为油茶动力底盘的核心部件，其强度、刚度将直接影响油茶动力底盘作业效率，研究其特性十分有必要。本文首先介绍了油茶动力底盘及其作业臂研究现状与发展趋势，而后简单介绍了油茶动力底盘整机系统。文章利用SolidWorks建模软件建立了动力底盘作业臂虚拟样机。而后对作业臂的基本结构、作业工况进行了简单介绍。末尾，对作业臂分别在正载前进、正载掘起、偏载前进和偏载掘起下作业臂所受最大前进阻力和最大举起阻力作了计算，为后续分析提供了理论基础，随后对正载及偏载工况下升降臂所受等效应力进行了计算。其次分别建立

7、了作业臂在正载和偏载工况下的ADAMS仿真模型，并对正载和偏载工况下的ADAMS仿真模型进行了仿真计算，得到正载及偏载工况下升降油缸和翻转油缸受力历程曲线、作业臂各关键铰点的受力历程曲线。利用有限元分析软件SolidWorksSimulation创建了作业臂在四种工况下有限元模型并对其进行分析，得到作业臂整体应力分布、位移云图和作业臂关键构件应力分布情况。依据有限元分析结果，对翻转臂提出一种结构优化方案，分析结果表明优化后翻转臂所受最大应力值明显减小，验证结构优化的合理性。最后对底盘作业臂进行实验。实验

8、数据表明：测试结果相对误差均在10%以内，是在实际工艺水平和机械加工误差允许范围内，针对作业臂应力测试实验结果与有限元分析结果相符，验证了本论文设计计算的合理性。关键词:油茶动力底盘；作业臂；动力学仿真；有限元分析-I-OperationArmSimulationandFiniteElementAnalysisofCamelliaOleiferaDynamicChassisAbstractWiththecontinuousimproveme