基于 ANSYS Workbench的微耕机旋耕刀有限元分析.pdf

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1、应用与试验2014年第1期(第27卷，总第129期)·机械研究与应用·基于ANSYSWorkbench的微耕机旋耕刀有限元分析朱留宪，杨玲，朱超，武友德，杨明金。(1．四川工程职业技术学院机电．Y-程系．四川德阳618000；2．西南大学工程技术学院，重庆400715)摘要：以微耕机旋耕刀为研究对象，运用Pro／E软件建立了旋耕刀的三维模型，基于ANSYSWorkbench有限元分析软件对旋耕刀进行了应力、变形、应变分析。分析结果表明：旋耕刀总变形最大处在旋耕刀的正切部，表明正切部刚度最差；旋耕刀最大应力与应变区域在刀柄与刀背连接处，与实际工作过程中旋耕刀断裂处一致，验证了有

2、限元分析的可靠性，为旋耕刀的进一步优化设计提供了理论依据。关键词：微耕机；旋耕刀；ANSYSWorkbench；有限元中图分类号：$222，3文献标志码：A文章编号：1007—4414(2014)01—0088—02FiniteElementAnalysisofMini-TillerRotaryTillageBasedonANSYSWorkbenchZHULiu—xian，YANGLing，ZHUChao，WUYou-de，YANGMing-jin(．DepartmentofMechanicalElectricalEngineering，SichuanEngineeringT

3、echnicalCollege，DeyaagSichuan618000，Chin，a；2．CollegeofEngineeringandTechnology，SouthwestUniversity，Chongqing400715，China)Abstract：Takingther~arybladeofthemini—tillerasstudyobjects．three—dimensionalmodeloftherotarybladehasbeenereatedbymeansofPro／Esoftware，alsostress，deformationandstrainofthe

4、rotarybladeareconductedbasedonfiniteele—mentanalysissoftwareANSYSWorkbench．Theresultsshowthatthemaximumdeformationoccursatthetangentpartoftherotaryblade，itshowsthatthetangentpartisthepoorest，andthemaximumstressoccursattheconjunctionot’theshankandblack，whichisconsistentwiththebreakpointofthe

5、rotarybladeintheprocessofpracticalwork，reliabilityotthefiniteele—mentanalysisisverified．Thisresearchprovidestheoreticalbasisforthefurtherdesignoptimizationoftherotaryblade．Keywords：mini—tiller：rotaryblade；ANSYSWorkbench：finiteelement1引言短产品设计和实验周期，节省大量费用，提高产品可微型耕耘机指功率不大于7．5kW，可直接由驱靠性l3J。动轮轴驱

6、动旋转工作部件，主要用于水旱田整地、田2旋耕刀模型建立园管理及设施农业等耕耘作业的机动耕耘机。微耕三维实体模型主要运用描点法和参数法。由于机体积小、重量轻，适于在丘陵山地、小面积田块和温描点法建立模型迅速和准确，在三维软件Pro／E中采室大棚作业，在我国应用广泛，已经成为丘陵山地提用描点法建立旋耕刀三维实体模型_5。先求取旋耕升农业机械化水平的有力工具¨J。微型耕耘机的动刀基本平面上各点的坐标，然后用光滑曲线把每个点力最终传递给旋耕刀，使旋耕刀与土壤间相互作用，连接起来，形成旋耕刀的基本曲面形状，运用拉伸、旋实现翻土和碎土，并消灭杂草、覆盖残茬以及改良土转和切割等命令，建立出

7、旋耕刀三维实体模型。，如壤。旋耕刀是微型耕耘机旋耕部件最重要的组成部图1所示。分。传统的设计方法根据作用在刀轴上的载荷采用静强度估算，然后通过加大安全系数的办法来满足强度要求，只是一种估算，凭经验，没有理论依据做参考，旋耕刀在耕作过程中容易折断，从而影响刀受力和工作平稳性。近年来，力学分析方法、离散单元法(DEM)和有图1旋耕刀三维模型图限单元法(FEM)等在土壤切削过程研究中得到了广泛应用，应用有限单元法对旋耕刀进行分析，可在设计图纸变成产品前对其应力、应变及变形等有充分认3有限元模型的建立识，从识，