導(dǎo)語(yǔ)：農(nóng)用機(jī)電設(shè)備振動(dòng)檢驗(yàn)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：農(nóng)用機(jī)電設(shè)備振動(dòng)檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)作為一種有效的試驗(yàn)設(shè)備，可以模擬實(shí)際工況，對(duì)產(chǎn)品或零件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)分析。文章通過對(duì)農(nóng)用機(jī)電設(shè)備振動(dòng)檢驗(yàn)試驗(yàn)臺(tái)建模，再根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)固有特性進(jìn)行諧響應(yīng)分析，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析對(duì)比，為農(nóng)用機(jī)電設(shè)備的疲勞測(cè)試、強(qiáng)度分析奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)用機(jī)電設(shè)備；振動(dòng)；模態(tài)分析；諧響應(yīng)分析

農(nóng)機(jī)設(shè)備中采用振動(dòng)來進(jìn)行生產(chǎn)的設(shè)備很多，比如各種篩選機(jī)、分離機(jī)和播種機(jī)等，這些設(shè)備都有特定的振動(dòng)要求，以獲得所需要的功能。此類設(shè)備由于設(shè)計(jì)的不規(guī)范性或者受到環(huán)境變化比較大，長(zhǎng)期的振動(dòng)影響使得機(jī)構(gòu)或電氣部分發(fā)生損壞而影響正常工作。振動(dòng)是工程技術(shù)領(lǐng)域中普遍存在的現(xiàn)象，設(shè)備故障及零件損壞大多與振動(dòng)有關(guān)[1-3]。因此，一種新的農(nóng)用機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)完成并在使用之前進(jìn)行振動(dòng)檢驗(yàn)的試驗(yàn)就顯得非常重要。

1試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)的三維模型及實(shí)物

本農(nóng)用機(jī)電設(shè)備振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)的三維模型圖如圖1（a）所示，實(shí)物圖如圖1（b）所示：

2振動(dòng)臺(tái)的模態(tài)分析

取頂部的振動(dòng)板進(jìn)行振動(dòng)分析，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為兩塊板的聯(lián)接。兩板之間是采用彈簧連接，所以在連接方式中找到彈簧選中即可，同時(shí)設(shè)置彈簧連接的連接方式為Frictionless(光滑無摩擦接觸類型)，如圖2所示。對(duì)幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選擇Mechanical界面左側(cè)Outline（分析樹）中的Mesh選項(xiàng)，此時(shí)可在Detailsof“Mesh”（參數(shù)列表）中修改網(wǎng)格參數(shù)，本例中在Sizing中的elementsize修改劃分單元格的尺寸，并進(jìn)入mesh選項(xiàng)中的method更改劃分的單元格形式，這里采用hexdominnant（六面體），其余采用默認(rèn)設(shè)置，如圖3所示。選擇Mechanical界面左側(cè)Outline中的modal（B5）選項(xiàng)，在Environment中選擇support中的FixedSupport（固定約束），選擇底板進(jìn)行全約束。同時(shí)在analysissettings中設(shè)置求解的固有頻率的階數(shù)。設(shè)置完畢后就可以點(diǎn)擊solve選項(xiàng)進(jìn)行求解。對(duì)模型進(jìn)行求解，查看模態(tài)分析的結(jié)果。此時(shí)的模態(tài)分析結(jié)果總變形云圖如圖4所示，前十二階固有頻率如圖5所示。

3振動(dòng)臺(tái)的諧響應(yīng)分析

以模態(tài)分析為基礎(chǔ)，直接采用之前的模態(tài)分析結(jié)果，直接共享至諧響應(yīng)分析模塊（harmonicresponse）。設(shè)置頻率變化范圍（0～500Hz），force選項(xiàng)進(jìn)行簡(jiǎn)諧力參數(shù)設(shè)置，取15N，相位角0°做樣本分析，選擇solve按鈕進(jìn)行解析，過程類似模態(tài)分析，查看在簡(jiǎn)諧力作用下的振動(dòng)臺(tái)的變形云如圖6所示，頻率響應(yīng)圖如圖7所示。

4實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析

4.1平臺(tái)材料為45#鋼材的振動(dòng)試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采取的彈簧參數(shù)是k=2.3N/mm，L=60mm，將固定好四個(gè)彈簧支撐腳，再調(diào)好彈簧處在自由長(zhǎng)度的位置，用螺釘固定好后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。設(shè)定5組實(shí)驗(yàn)，原仿真采用的頻率分別是41.667Hz、83.333Hz、125Hz、208.33Hz、333.33Hz，實(shí)驗(yàn)采用的頻率分別是40.4Hz、80.8Hz、130.5Hz、207.8Hz、322.6Hz。第1組到第5組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比如圖8所示：數(shù)據(jù)分析：第一組，仿真頻率41.667Hz，實(shí)際試驗(yàn)調(diào)出的頻率參數(shù)是40.4Hz，頻率相差在1.2Hz左右；第二組，仿真頻率83.333Hz,實(shí)際試驗(yàn)頻率：80.8Hz，得到的振形基本一致；第三組，仿真頻率125Hz，實(shí)際試驗(yàn)頻率130.5Hz，振形右側(cè)基本一致，左側(cè)的不分離原因之一是加工的振動(dòng)臺(tái)比較粗糙，水平保證不足；第四組，仿真頻率208.33Hz，實(shí)際試驗(yàn)頻率207.8Hz，振形圖中部振形相似，和仿真擬合得不算好；第五組，仿真頻率333.33Hz，實(shí)際試驗(yàn)頻率322.6Hz，振形不太能看出，其中的欠缺是因?yàn)轭l率增大以后，由于振動(dòng)臺(tái)的制造還停留在最初的加工，制造沒有嚴(yán)格的要求，在大頻率振動(dòng)下，容易使振形松散變形。4.2平臺(tái)材料為鎂鋁合金的振動(dòng)試驗(yàn)。鎂鋁合金表面光滑，質(zhì)量輕盈，在該試驗(yàn)中，采取直接振動(dòng)的方式。設(shè)定2組實(shí)驗(yàn)，原仿真采用的頻率分別是300Hz、1350HzHz，實(shí)驗(yàn)采用的頻率分別是1350Hz、1355.5Hz。第1組到第2組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比如圖9所示：數(shù)據(jù)分析：第一組，仿真頻率300Hz，實(shí)際試驗(yàn)頻率309.3Hz，振形較散，原因在于四角沒有支撐，在邊界產(chǎn)生非常大的振動(dòng)，同時(shí)連接并非理想，整個(gè)振形往左運(yùn)動(dòng)；第二組：仿真頻率1350Hz，實(shí)際試驗(yàn)頻率1355.5Hz，整個(gè)振形向右移動(dòng)，主要還是因?yàn)橹纹胶獾膯栴}。由于不加支撐彈簧，在實(shí)際操作過程中有很多困難的地方，因此模擬出的圖形較松散，但基本能看出振形。

5結(jié)束語(yǔ)

通過以上實(shí)驗(yàn)和附錄中的對(duì)比試驗(yàn)，可以知道，軟件模擬仿真和實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證，能通過改變多種參數(shù)對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，例如：剛度、材料、尺寸等因素，即可改變不同的振動(dòng)情況，為未來農(nóng)用機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)實(shí)驗(yàn)和分析提供一定的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鮑旭清.基于有限元法的某汽車電器可靠性試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2008.

[2]陳興文,劉燕.基于LabVIEW實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)測(cè)試分析[J].電子測(cè)量技術(shù),2008(6):108-110+120.

[3]王建剛,趙雷.振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].建筑結(jié)構(gòu),2011,41(S2):385-387.

作者:黃才貴 黃福標(biāo) 劉興國(guó) 蔣正忠 單位:南寧學(xué)院機(jī)電與質(zhì)量技術(shù)工程學(xué)院