基于模态规划法的履带拖拉机车架振动分析与优化

来源：中国农机化学报杂志2021年第8期北京时间：

作者：扈凯, 张文毅, 李坤, 刘宏俊, 祁兵, 纪要,

单位：农业农村部南京农业机械化研究所;

摘要：为优化拖拉机车架振动参数,改善驾驶舒适性,本文基于模态规划法对履带拖拉机车架进行振动分析与优化。现场测试了履带拖拉机田间行驶工况下车架X、Y、Z方向的时域振动参数,采用傅里叶分析法获取振动的线性自功率谱参数,数据表明加速度峰值对应频率为8.125 Hz、21.25 Hz、42.5 Hz和85.625 Hz。建立车架有限元模型并进行模态求解,第2阶固有频率23.98 Hz、第4阶固有频率85.00 Hz与振动激励峰值频率之间的差值均小于3 Hz。采用模态规划法和响应面法优化车架模态参数,获取了各个因素对目标参数的影响规律,当两根支撑梁之间间距、支撑梁壁厚、支撑梁边长分别为149.90 mm, 5.01 mm和65.00 mm时,第2阶和第4阶模态频率最优。通过有限元仿真对最优解进行验证,仿真结果表明,第2阶固有频率和第4阶固有频率分别为48.53 Hz和89.97 Hz,对应的误差率分别是1.99%和1.03%,具有较好的优化效果。本文的研究方法和结论可推广至其他农业机械的振动优化分析。

关键词：履带拖拉机,模态规划法,振动,响应面分析,模态参数

基金资助：农业农村部南京农业机械化研究所所级重点任务(CAAS—NRAM—SJ—201903) 国家重点研发计划(2017YFD0700704)