基于模态的玉米收获机车架振动特性分析与优化

来源：农业工程学报杂志2015年第19期北京时间：

作者：姚艳春,杜岳峰,朱忠祥,毛恩荣,宋正河,

摘要：为研究玉米收获机车架振动特性及其优化方法，该文通过振动测试与模态分析方法，分析车架田间振动特性，并以提高1阶扭转频率为目标优化车架结构。首先，通过有限元建模及模态分析，提取车架固有频率与振型，其次，通过整机田间振动试验，获取车架4个测点处振幅统计特征及功率谱，分析其对车架振动特性的影响，最后，研究车架壁厚和刚度与固有频率的关系，以提高车架1阶扭转频率为目标优化车架。研究结果发现，测点振幅大小依次为：车架后桥上方、发动机横梁位置、发动机纵梁位置、车架前桥上方，其中车架后桥上方振幅已超过发动机振幅，发生共振；模态振型与田间振动试验对比发现，1阶扭转和2阶弯曲模态对车架振动影响较大，引起车架共振主频为9.79 Hz，接近1阶扭转共振频率；发现优化后车架1阶扭转振型位移由7.778下降到3.768，1阶弯曲振型位移由6.83下降到3.651，显著改善了车架振型，1阶扭振频率由15.9927提高到22.4595 Hz，提高车架1阶扭转频率。田间耐久试验表明优化后车架无故障时间由20提高到60 h。该研究可为农机装备的振动特性分析与减振设计提供参考。

关键词：农业机械, 振动, 优化, 玉米收获机, 车架, 模态分析