基于随机有限元的农机变速箱体和轴的模态分析

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1、基于随机有限元的农机变速箱体和轴的模态分析毛丹丹汪小志柳州职业技术学院机电工程学院南昌工学院南昌大学摘要：变速箱体是重型农机的核心部件，其动态性能直接影响到农机作业的稳定性和动力传输的平衡性。为了优化变速箱体的振动性能，提出了一种基于有限元方法的农机变速箱体模态分析方法，并将随机有限元引入了该分析方法中，提高了分析的可靠性。通过力学模型的简化，得到了变速箱体四面体网格和轴六面体网格计算的微分方程，借助于UG建模软件，建立了变速箱体和轴的三维模型，通过网格施加载荷和约束，利用有限元计算，最终得到了变速箱体和轴的模态参数和振型

2、数据。由数据分析可知:变速箱体应力集中的位置在箱体与轴的接触位置，在该位置最容易发生破坏。通过对轴破坏前后的应力分析可知:轴发生破坏后其不同阶数的振动幅度明显增大，而变速箱体的振动幅度也明显增大，从而为箱体的动力学优化提供了理论基础。关键词：随机有限元;模态分析;变速箱体;网格划分;农机;作者简介：毛丹丹(1981-)，女，湖南平江人，讲师，硕士。作者简介：汪小志(1981-)，女,wangxiaozhi@ncu.edu.cn。收稿日期：2017-04-06武汉人，副教授，硕士，(E-mail)基金：广西高校科学技术硏究项

3、目(2013YB356)ModalAnalysisofGearboxandShaftofAgriculturalMachineryBasedonStochasticFiniteElementMethodMaoDandanWangXiaozhiSchoolofMechanicalandElectricalEngineering,LiuzhouVocational&TechnicalCollege;NanchangInstituteofScience&Technology;Abstract：Thegearboxisthecor

4、ecomponentsofheavymachinery,whosedynamicperformancedirectlyaffectsthestabilityandbalanceofpowertransmissionofagriculturalmachinery.Inordertooptimizethevibrationperformanceofthegearbox,amethodisproposedforanalyzingthefiniteelernentmethodbasedontheagriculturalmachin

5、erygearboxmode.Itintroduccsthestochasticfinitcelementemeilysismethodtoimprovethereliabilityoftheanalysis.WiththehelpofUGsoftware,itestablishedthesimplifiedmechanicsmodel,thedifferentialequationofthegearboxandshafthexahedraltetrahedralmeshgrid,athree-dimensionalmod

6、elofthegearboxandshaft,throughthegridappliedloademdconstraints.Byusingfiniteclcmentcalculation,itfinallygetsthemodalparametersandvibrationdatatypegearboxandshaft.Dataanalysisshowsthatthestressconcentrationpositionofthegearboxinthecontactpositionboxandshaft,inthepo

7、sitionmostpronetodamage,thestressofshaftfailurebeforeandafteranalyzingthevibrationamplitudcofthedifferentordersweresignifiedntlyincreasedafterdamagedshaft,andthevibrationamplitudeofthegearboxwasalsoincreased.Thus,itprovidesatheoreticalbasisforthedynamicoptimizatio

8、nofbox.Keyword：stochasticfinitcclcment;modalanalysis;gcorbox;meshing;agriculturalmachinery;Received：2017-04-060引言利用传统的方法对机械零部件进行有限元分析时，直接采用设定的参数进行有限元计算，