基于ANSYS的剥叶元件结构尺寸优化分析

本文主要研究了基于ANSYS软件进行的剥叶元件结构尺寸优化分析。研究工作采用虚拟试验分析的方法，重点在于甘蔗收割机剥叶机构中剥叶元件在工作过程中的受力分析，并以此为基础，对剥叶元件的尺寸参数进行优化设计。 研究者引入了有限元模型的概念。在有限元分析中，剥叶元件被简化为悬臂梁模型，并在ANSYS软件平台上建立起相应的模型。受力分析表明剥叶元件在工作过程中主要受力部分是剥叶指，这部分承受着由剥叶滚筒转速和打击力产生的周期性动载荷。由于剥叶过程中的大变形工况，剥叶元件容易发生疲劳破损。因此，优化设计剥叶元件的结构尺寸显得尤为重要。 在进行剥叶元件结构尺寸的优化设计过程中，研究者选用了排数、长度、宽度和厚度这四个因素进行考察。这些因素对剥叶元件在工作过程中所受的最大应力有着直接影响。研究中使用了正交试验原理，以确定剥叶元件的最大应力最小化为优化目标，选择了三因素三水平的正交试验设计方法。 通过数值模拟，分析了不同排数的剥叶元件在不同尺寸参数下的最大应力情况。实验结果表明，剥叶元件在两排及以上使用时可以显著减小最大应力，且两排使用即可达到很好的效果。最终，确定了最优的剥叶元件外形尺寸参数为长度110mm，宽度16mm，厚度14mm。通过这种优化方案，可以有效延长剥叶元件的使用寿命，并提高其工作效率。 这项研究为甘蔗收割机剥叶机构中剥叶元件的设计提供了理论依据和技术指导。其成果不仅有助于提高甘蔗联合收割机的使用性能，同时也为其他类似机械设备的设计优化提供了参考。 关键词“剥叶机构”指出了研究对象的主要功能部件；“有限元模型”强调了在模拟试验中使用的建模方法；“正交试验”和“优化设计”则分别代表了试验设计方法和优化目标。这些关键词点明了研究的核心要素和目标。 总结来说，这项研究的创新之处在于将虚拟试验分析与正交试验原理相结合，对剥叶元件的结构尺寸进行优化，得出的最优尺寸参数可以有效降低剥叶元件在工作过程中的最大应力，从而延长了剥叶元件的使用寿命，提高了甘蔗收割机的工作效率。这项研究成果为农业机械设计领域提供了新的思路和方法，具有重要的实际应用价值。