受迫振动作用下偏摆式橡胶树割胶装置非线性响应分析及数值模拟

来源：中国农机化学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：邓祥丰, 贾倩, 陈娃容, 粟鑫, 肖苏伟, 刘丽慧,

单位：（1. 中国热带农业科学院橡胶研究所，海口市，571101；2. 国家重要热带作物工程技术研究中心机械分中心，海口市，571101）

摘要：偏摆式橡胶树割胶装置在作业时，受到外部激励的影响而产生受迫振动，导致割胶作业质量降低与机械系统的结构损伤。针对这一问题，通过施加切割阻力及改变转动速度的方法，模拟割胶装置在外部激励作用下的受迫振动情况，并进行传动结构的运动计算，证明切割阻力、转动速度与切割装置的受迫振动关系；结合ANSYS Workbench与ADAMS进行受迫振动的对比分析，探究切割装置的运动特性；根据仿真试验结果，以添加阻尼作为隔振方式，探究降低冲击载荷对传动结构影响的可行性。试验表明，传动结构工作频率只有一阶模态固有频率的2.7%，故结构不会因自激振动而发生损坏；在外部激励作用下，偏心轴的质心振动主要为径向振动，冲击载荷随着切割阻力、转动速度增大而呈现非线性响应。通过采取隔振的方式，传动结构在无负载与有负载两种情况下，仿真试验的振动加速度幅值分别下降30.01%、32.64%，实物试验的振动加速度幅值分别下降31.14%、28.38%。两种试验方式的差值较小，降幅明显且传动结构运动性能趋于平稳。

关键词：割胶装置,外部激励,受迫振动,冲击载荷,非线性

基金资助：海南省自然科学基金项目资助（323MS074,521QN0937，324QN308）；海南省科技专项资助（ZDYF2021GXJS009）