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新型殘膜機(jī)建模和有限元分析

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新型殘膜機(jī)建模和有限元分析
目錄
第一章緒論 3
1.1研究課題的重大意義 3
1.1.1殘膜造成的危害 3
1.1.2 殘膜處理存在的問題 4
1.1.3新疆的地膜覆蓋情況 4
1.1.4殘膜對土壤物理性質(zhì)的影響 5
1.2 國內(nèi)外殘膜回收情況 5
1.2.1 國內(nèi)殘膜回收情況 5
1.2.2 國外殘膜回收的情況 8
1.3 CAE技術(shù) 8
1.3.1 什么是CAE 8
1.3.2 CAE技術(shù)的發(fā)展 8
1.4 論文來源及主要內(nèi)容 10
1.4.1 論文的來源 10
1.4.2設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容 10
第一章有限元法及ANSYS概述 11
2.1 前言 11
2.2有限元分析系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望 11
2.2.1 現(xiàn)狀 11
2.2.2有限元分析方法的發(fā)展趨勢 14
2．3有限元法基本概念和原理 15
2．4有限單元法的分析步驟 16
2.5 ANSYS概述 17
2.5.1 ANSYS的發(fā)展及現(xiàn)狀 17
2.5.2 ANSYS有限元模型的生成 18
2.5.3單元類型 20
2.5.4 網(wǎng)格劃分 20
2.5.5載荷和邊界條件的施加 22
第三章新型殘膜機(jī)的有限元分析 23
3.1 新型殘膜機(jī)摟膜齒部分簡介 23
3.1.1 摟膜齒UG三維模型的建立 24
3.1.2 摟膜齒模型的導(dǎo)入 25
3.1.3摟膜齒的單元網(wǎng)格的劃分 25
3.2計(jì)算求解 27
3.2.1施加約束： 27
3.2.2施加載荷 28
3.2.3 計(jì)算結(jié)果 30
3.2.4對結(jié)果的分析 33
3.3 新型殘膜機(jī)限深輪部分簡介 33
3.3.1 限深輪UG模型的建立 34
3.4 新型殘膜機(jī)犁部分 35
3.4.1犁部件簡介 35
3.3.1 犁的UG模型的建立 35
3.3.2犁桿的受力 36
第四章全文總結(jié) 38
致謝 ……………………………………………………………………………………… 39
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………… 40
1.4 論文來源及主要內(nèi)容
1.4.1 論文的來源
本課題來源于自治區(qū)高新技術(shù)研究發(fā)展項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2001BA507A04）——新型懸掛式耕前殘膜回收機(jī)研制及產(chǎn)業(yè)化。項(xiàng)目組合作單位：新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所、新疆大學(xué)機(jī)械學(xué)院。
本課題在滾筒式殘膜機(jī)基礎(chǔ)之上針對殘膜機(jī)的工作部件——摟膜齒部件進(jìn)行分析研究。
1.4.2設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容
1.對殘膜回收機(jī)的摟膜齒組合進(jìn)行理論分析。
2.學(xué)習(xí)使用ANSYS軟件，能夠熟練掌握軟件的基本操作，并且能夠應(yīng)用ANSYS建立殘膜回收機(jī)的摟膜齒組和犁及限深輪的三維模型。
3.利用ANSYS軟件對殘膜回收機(jī)的摟膜齒組進(jìn)行強(qiáng)度分析為后續(xù)的改進(jìn)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

第一章有限元法及ANSYS概述
2.1 前言
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們正在不斷建造更為快速的交通工具、更大規(guī)模的建筑物、更大跨度的橋梁、更大功率的發(fā)電機(jī)組和更為精密的機(jī)械設(shè)備。這一切都要求工程師在設(shè)計(jì)階段就能精確地預(yù)測出產(chǎn)品和工程的技術(shù)性能，需要對結(jié)構(gòu)的靜、動力強(qiáng)度以及溫度場、流場、電磁場和滲流等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。例如分析計(jì)算高層建筑和大跨度橋梁在地震時(shí)所受到的影響，看看是否會發(fā)生破壞性事故；分析計(jì)算核反應(yīng)堆的溫度場，確定傳熱和冷卻系統(tǒng)是否合理；分析渦輪機(jī)葉片內(nèi)的流體動力學(xué)參數(shù)，以提高其運(yùn)轉(zhuǎn)效率。這些都可歸結(jié)為求解物理問題的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年來在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析方法支持下發(fā)展起來的有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis[9]）方法則為解決這些復(fù)雜的工程分析計(jì)算問題提供了有效的途徑。
在大力推廣CAD技術(shù)的今天，從自行車到航天飛機(jī)，所有的設(shè)計(jì)制造都離不開有限元分析計(jì)算，F(xiàn)EA在工程設(shè)計(jì)和分析中將得到越來越廣泛的重視。目前以分析、優(yōu)化和仿真為特征的CAE(Computer aided Engineering CAE)技術(shù)在世界范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。它通過先進(jìn)的CAE技術(shù)快速有效地分析產(chǎn)品的各種特性、揭示結(jié)構(gòu)各類參數(shù)變化對產(chǎn)品性能的響，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的修改和調(diào)整，使產(chǎn)品達(dá)到性能和質(zhì)量上的最優(yōu)，原材料消耗最低。同時(shí)，運(yùn)用CAE技術(shù)可減少或取消傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要多輪次制造樣機(jī)及昂貴的實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。因此，基于計(jì)算機(jī)的分析、優(yōu)化和仿真的CAE技術(shù)的研究和應(yīng)用，是高質(zhì)量、高水平、低成本產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的保證。
2.2有限元分析系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望
2.2.1 現(xiàn)狀
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們正在不斷建造更為快速的交通工具、更大規(guī)模的建筑物、更大跨度的橋梁、更大功率的發(fā)電機(jī)組和更為精密的機(jī)械設(shè)備。這一切都要求工程師在設(shè)計(jì)階段就能精確地預(yù)測出產(chǎn)品和工程的技術(shù)性能，需要對結(jié)構(gòu)的靜、動力強(qiáng)度以及溫度場、流場、電磁場和滲流等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。例如分析計(jì)算高層建筑和大跨度橋梁在地震時(shí)所受到的影響，看看是否會發(fā)生破壞性事故；分析計(jì)算核反應(yīng)堆的溫度場，確定傳熱和冷卻系統(tǒng)是否合理；分析渦輪機(jī)葉片內(nèi)的流體動力學(xué)參數(shù)，以提高其運(yùn)轉(zhuǎn)效率。這些都可歸結(jié)為求解物理問題的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年來在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析方法支持下發(fā)展起來的有限元分析（fea，finite element analysis）方法則為解決這些復(fù)雜的工程分析計(jì)算問題提供了有效的途徑。我國在"九五"計(jì)劃期間大力推廣cad技術(shù)，機(jī)械行業(yè)大中型企業(yè)cad的普及率從"八五"末的20%提高到目前的70%。隨著企業(yè)cad應(yīng)用的普及，工程技術(shù)人員已逐步甩掉圖板，而將主要精力投身如何優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高工程和產(chǎn)品質(zhì)量，計(jì)算機(jī)輔助工程分析（cae，computer aided engineering）方法和軟件將成為關(guān)鍵的技術(shù)要素。在工程實(shí)踐中，有限元分析軟件與cad系統(tǒng)的集成應(yīng)用使設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.增加設(shè)計(jì)功能，減少設(shè)計(jì)成本。
2.縮短設(shè)計(jì)和分析的循環(huán)周期。
3.增加產(chǎn)品和工程的可靠性。
4.采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低材料的消耗或成本。
5.在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題。
6.模擬各種試驗(yàn)方案，減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。
7.進(jìn)行機(jī)械事故分析，查找事故原因。
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