微型旋耕机主要工作部件的应力仿真与可靠性设计

新疆地处中国西北,冬季气温寒冷,且时间较长,要解决冬季居民的蔬菜、水果供应问题仅靠从内地运输远不能解决。近几年,设施农业快速发展起来,利用农业设施形成的“温室效应”使反季节栽培、多熟种植,周年生产在新疆成为可能。如何在大棚和果园内实现机械化作业的问题,已切实的摆在我们的面前。我国研制的小型机具机型不多,功能比较单一,应用不普遍。针对当前存在的问题,迫切需要研究微型旋耕机械。 本论文以自走式微型旋耕机为原型,从旋耕刀轴和旋耕弯刀静力学仿真分析结果可观察到旋耕刀轴刚度薄弱部位在刀轴中部。通过旋耕刀轴瞬态动力学分析结果,列出旋耕刀轴在不同的刀入土时刀轴中部具体的应力数值表。经过对比发现计算机应力仿真结果与传感器测试结果相似,最后通过可靠性分析,得到该自走式微型旋耕机的疲劳寿命为3150;可靠度为3.558。 本论文采用CAE软件ANSYS分别对旋耕刀轴进行静力学应力仿真和动力学瞬态仿真以及旋耕弯刀的静力学应力仿真,并利用传感器技术对旋耕刀轴进行弯扭矩数据的采集。结合材料的P-S-N曲线,利用Miner线性累积准则计算给定置信度和可靠度下的疲劳寿命,最后利用MATHCAD优化旋耕刀轴的轴径,使其在达到使用强度的前提下质量最轻。