基于有限元的大蒜播种机机架轻量化设计

来源：中国农机化学报杂志2022年第1期北京时间：

作者：刘泽松, 王浩屹, 李骅, 王永健, 丁元庚, 曾晓萍

单位：1. 南京农业大学工学院，南京市，210031； 2. 西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌，712100；3. 江苏省农业技术推广站，南京市，210029

摘要：针对大蒜播种机械普遍存在结构偏重、强度富余的情况，以课题组研制的六行大蒜播种机机架为优化对象，基于有限元仿真，进行以减重、减振为目标的优化设计。首先，根据机架的原始结构和受载特性，确定3个设计变量：外侧板厚度、前梁截面边长以及后梁肋板厚度。以初始尺寸为基准，取4个级别，共建立64个几何模型。其次，对这些模型分别进行静力学分析、模态分析、谐响应分析以及随机振动分析，获得设计变量的变化对结构等效应力、固有频率以及动力学响应的影响趋势，并拟合成曲线方程。最后，基于遗传算法，进行以减重、减振为目标的优化设计，得到全局最优解。结果表明，优化后的机架在满足静强度的前提下，减重27.36%，谐响应最大位移降低3.07%，而随机振动的最大位移响应降幅不大。

关键词：大蒜播种机,机架,有限元,轻量化设计

基金资助：江苏省农业科技自主创新基金项目(CX(19)2007)；江苏中晚熟大蒜产业集群子项目——大蒜机械化智能化作业技术攻关与绿色生产技术示范推广