国家自然科学基金(51165025)
- 作品数：12 被引量：63H指数：5
- 相关作者：翟之平杨忠义赵艳琼李浩楠吴雅梅更多>>
- 相关机构：内蒙古工业大学中国农业机械化科学研究院内蒙古农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金内蒙古自治区自然科学基金博士科研启动基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学理学一般工业技术更多>>
- 秸秆抛送装置抛送叶轮的振动特性分析被引量：10
- 2015年
- 针对叶片式秸秆抛送装置工作时的振动、噪声以及叶片疲劳断裂等问题,为减少共振的发生,利用有限元分析软件ABAQUS对抛送叶轮的自由模态与预应力模态进行了数值计算,其中预应力模态采用单向流固耦合方法对流场和叶轮结构响应进行求解,获得了该系统的前12阶模态频率以及振型,并利用扫描式激光测振仪对抛送叶轮进行了模态试验,验证了理论分析和数值计算的准确性。在分析了系统外部激振频率特点的基础上,对影响叶轮振动特性的结构参数进行了对比模拟。研究结果表明:预应力使叶轮的1和2阶频率提高幅度较大,对振型没有影响;叶片数对模态频率和振型影响最大,叶轮是否加筋对频率的影响其次,叶片厚度对低阶频率影响最小;三叶片叶轮最不易发生共振,四叶片次之,五叶片最易发生共振;叶片厚度为4 mm时最不易发生共振,5 mm时次之,6 mm时最易发生共振;叶轮加筋可以改善其动态性能,不易发生共振。该研究可为叶片式抛送装置结构振动特性的描述及动态性能的优化提供参考。
- 翟之平周雷杨忠义赵艳琼甘世明
- 关键词：农业机械有限元法模态分析模态试验
- 垃圾分类机器人步进电机AI闭环控制方法被引量：1
- 2021年
- 为了解决步进电机控制过程智能化程度、精度均较低的问题,结合AI技术和闭环控制原理,提出垃圾分类机器人步进电机AI闭环控制方法。分析垃圾分类机器人的工作程序,结合机器人中步进电机的工作模式与基本结构,构建对应的步进电机数学模型;以闭环控制原理为基础,设计并安装控制器设备,结合AI技术实现对步进电机位置的检测,分别从速度、细分换向等方面实现垃圾分类机器人步进电机的闭环控制。仿真结论表明:设计的闭环控制方法的转速和位置更加接近目标位置,即设计闭环控制方法的控制精度和智能化程度均有所提升。
- 秦郡酉李卫国王利利
- 关键词：垃圾分类机器人步进电机人工智能闭环控制
- 基于Mixture模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟被引量：26
- 2013年
- 为了揭示叶片式抛送装置抛送物料时内部气流和物料复杂的流动特性以优化设计和指导运用,应用计算流体力学软件Fluent中的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对抛送装置内气固两相流动进行了数值模拟,并将计算结果与抛送装置内物料运动的高速摄像试验结果进行了比较,物料速度的模拟值和高速摄像实测值基本吻合。在分析了物料运动规律基础上,对其叶片数、进料速度以及物料体积浓度的不同变化作了对比模拟。研究结果表明:数值模型可预测叶片式抛送装置的输送性能以及最佳喂入量;4叶片较3和5叶片更有利于抛送;进料速度对物料在叶轮区的体积分布规律影响较大,在最佳喂入量范围内,进料速度越大,出口处物料浓度越大,抛离速度也越大,装置输送性能越好;超过此范围时,随进料速度增大,进料口处物料浓度增大而出口处物料浓度减小,装置极易堵塞;进料口物料体积浓度的变化只影响抛送叶轮内以及圆形外壳出口区域的物料体积浓度,而对其物料速度分布规律及速度大小影响不大。该研究可为叶片式抛送装置工作参数优化提供参考。
- 翟之平杨忠义高博李健啸
- 关键词：数值模拟叶片气固两相流
- 秸秆揉碎机抛送叶轮应力应变分析与优化设计被引量：6
- 2017年
- 叶片式抛送装置抛送物料的过程中,作为主要工作部件的抛送叶轮的应力应变直接影响整个叶片式抛送装置的强度及寿命。以秸秆揉碎机抛送装置中的抛送叶轮为研究对象,基于ANSYS Workbench对影响叶轮强度特性的应力应变进行分析,并利用响应面法对其进行了优化设计。研究表明:叶片厚度对等效应力、总变形量及叶轮质量的影响最大,架板厚度次之,架板半径最小;优化后叶轮最大等效应力下降,总变形量减小,叶轮质量减小。该研究可为叶轮结优化设计和改善抛送装置工作性能提供参考。
- 翟之平李浩楠赵艳琼梁洪瑜
- 关键词：应力应变ANSYSWORKBENCH响应面优化
- 叶片式抛送装置出料管内物料运动仿真与结构改进被引量：4
- 2015年
- 为了提高叶片式抛送装置的输送效率、增加抛送距离,通过理论分析建立了出料管内物料运动的数学模型;基于此模型采用计算流体力学软件Fluent中的欧拉-拉格朗日法对抛送装置内气固两相流动进行数值仿真,并将仿真结果与高速摄像实测结果比较验证其可靠性;在分析了物料运动规律基础上,对出料管截面形状、出料直管段高度及弯管段形状的不同变化进行了对比模拟。研究结果表明:圆形截面出料管最合理,方形截面次之,矩形截面最不合理;出料直管高度的最佳取值区间为[500,1 000]mm;弯管上壁为两段圆弧结合较一段圆弧阿基米德螺线、对数螺线及水平轴抛物线等更有利于输送物料。
- 翟之平曹洁郝磊
- 关键词：叶片式抛送装置数值仿真
- 叶片式抛送装置研究综述
- 叶片式抛送装置广泛应用于各种牧草、青贮饲料收获机、谷物脱粒机、谷物联合收获机、磨粉机、棉杆粉碎收获机、秸秆粉碎还田机、各种揉碎机和切碎机上。在实际应用中,主要存在着功耗大,效率低,抛送距离不能满足要求等问题。本文在分析了...
- 高博翟之平郝磊
- 关键词：叶片式抛送装置气固两相流数值模拟
- 文献传递
- 秸秆抛送装置外壳振动辐射噪声数值模拟与试验验证被引量：9
- 2017年
- 针对目前秸秆抛送装置抛送叶轮扰动空气及物料引发噪声的原因尚不清楚,为了在秸秆揉碎机设计阶段估算其抛送装置的振动辐射噪声,首先采用计算流体力学CFD方法对秸秆抛送装置内部的气-固非定常流场做了整场瞬态数值模拟,将作用在外壳表面的气流和物料脉动压力加载给抛送装置外壳模型,并采用有限元方法对外壳进行了模态分析及动力响应分析,实现了从气-固两相流体到结构的单向耦合;将抛送装置外壳振动响应作为声学边界条件,利用LMS Virtual Lab的间接边界元Indirect Boundary Element Method声振耦合模块计算了非定常流动引起的外壳振动辐射噪声,并进行了试验验证。数值计算与实测声压级变化趋势相同;辐射噪声最大的基频100 Hz处个别测点仿真声压级较实测值高2.28 dB(A),其余测点的仿真与试验值相差不到1.5 dB(A),结果表明理论分析和数值仿真的可靠性。基于上述方法,比较分析了外壳壁厚对振动辐射噪声的影响。研究结果表明:对应确定的激励频率,存在较合理的外壳壁厚尺寸组合。叶轮转速为1 500 r/min时,较优壁厚为圆形外壳前后侧板壁厚4 mm,其余壁厚为3 mm的尺寸组合,声功率级为78.07 dB(A),满足饲草揉碎机噪声限值90 dB(A)的国家标准要求。该研究可为秸秆揉碎机及叶片式抛送装置低噪声设计研究提供参考。
- 翟之平张龙刘长增李浩楠崔红梅
- 关键词：农业机械振动噪声辐射噪声
- 叶片式抛送装置噪声试验研究被引量：2
- 2017年
- 叶片式抛送装置广泛应用于牧草加工、谷物脱粒及秸秆粉碎还田等机械中,噪声高是叶片式抛送装置实际应用时的主要问题之一。为此,采用试验方法,通过对空载和负载时叶片式抛送装置的噪声进行实测,并对噪声信号进行频谱分析,结果表明:空载和负载叶片式抛送装置的噪声信号频谱结构非常相似,主要噪声源均为气动噪声,且都是旋转噪声,机械振动噪声及不平衡引起的噪声对整机噪声贡献不大;加入物料后主频频率略有增大,除了出料口气动噪声降低外,其余各测点噪声增大。
- 张龙翟之平李浩楠
- 关键词：频谱分析叶片噪声
- 基于ABAQUS的抛送叶轮应力应变研究被引量：1
- 2015年
- 为研究叶片式抛送装置主要承载部件抛送叶轮运转的安全性,基于有限元分析软件ABAQUS采用流固耦合方法对抛送叶轮进行应力及应变研究,其中抛送装置内三维流场计算运用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件Fluent,获得了装置内气流场对叶轮压力的分布规律。在此基础上,分析了叶轮转速及叶片数对其应力及应变的影响。结果表明:叶轮最大变形量为0.015mm,符合刚度要求;最大等效应力为32MP,始终出现在叶片与加强版连接边缘处靠近圆盘一侧,且强度满足要求;叶轮转速越高,应力、应变越大;5叶片和3叶片叶轮的最大应力、应变比较接近,且较4叶片叶轮的应力及应变值小。
- 翟之平赵艳琼周雷
- 关键词：ABAQUS应力应变流固耦合
- 偏心伸缩杆式输送装置输送性能分析与改进
- 2017年
- 为了提高偏心伸缩杆式输送装置的输送效率,以4FZ-2000A自走式秸秆收获压捆机上的偏心伸缩杆式机构为研究对象,分析了其输送性能及影响因素,得出伸缩杆回转中心在第四象限时满足输送要求,并根据实际需求对伸缩杆进行了配置,建立了1个输送周期内输送量的数学模型,确定了影响输送量的参数。以各参数为设计变量,以1个输送周期内输送量最大为目标函数,采用虚拟样机技术对其进行结构优化设计。研究结果表明:当伸缩杆轴支架长度e=54.2mm,伸缩杆长度L=190mm,伸缩杆轴支架与铅锤方向夹角α=10°,安装高度H=234mm时,1个输送周期内的最大输送量为0.79kg,较优化前提高了36.9%。该研究为进一步研究装置的动力学特性奠定了基础,且为偏心伸缩杆式输送装置的实际设计及生产提供了理论依据。
- 康小云翟之平巩勇智程海鹰吴雅梅
- 关键词：优化设计
