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新型殘膜機建模和有限元分析

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更新時間：2014-09-21
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新型殘膜機建模和有限元分析
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的影響 5
1.2 國內外殘膜回收情況 5
1.2.1 國內殘膜回收情況 5
1.2.2 國外殘膜回收的情況 8
1.3 CAE技術 8
1.3.1 什么是CAE 8
1.3.2 CAE技術的發展 8
1.4 論文來源及主要內容 10
1.4.1 論文的來源 10
1.4.2設計（論文）的主要內容 10
第一章有限元法及ANSYS概述 11
2.1 前言 11
2.2有限元分析系統的發展現狀與展望 11
2.2.1 現狀 11
2.2.2有限元分析方法的發展趨勢 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的發展及現狀 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
第三章新型殘膜機的有限元分析 23
3.1 新型殘膜機摟膜齒部分簡介 23
3.1.1 摟膜齒UG三維模型的建立 24
3.1.2 摟膜齒模型的導入 25
3.1.3摟膜齒的單元網格的劃分 25
3.2計算求解 27
3.2.1施加約束： 27
3.2.2施加載荷 28
3.2.3 計算結果 30
3.2.4對結果的分析 33
3.3 新型殘膜機限深輪部分簡介 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 38
致謝 ……………………………………………………………………………………… 39
參考文獻 ……………………………………………………………………………………… 40
1.4 論文來源及主要內容
1.4.1 論文的來源
本課題來源于自治區高新技術研究發展項目（項目編號：2001BA507A04）——新型懸掛式耕前殘膜回收機研制及產業化。項目組合作單位：新疆農業科學院農業機械化研究所、新疆大學機械學院。
本課題在滾筒式殘膜機基礎之上針對殘膜機的工作部件——摟膜齒部件進行分析研究。
1.4.2設計（論文）的主要內容
1.對殘膜回收機的摟膜齒組合進行理論分析。
2.學習使用ANSYS軟件，能夠熟練掌握軟件的基本操作，并且能夠應用ANSYS建立殘膜回收機的摟膜齒組和犁及限深輪的三維模型。
3.利用ANSYS軟件對殘膜回收機的摟膜齒組進行強度分析為后續的改進提供理論依據和數據支持。

第一章有限元法及ANSYS概述
2.1 前言
隨著現代科學技術的發展，人們正在不斷建造更為快速的交通工具、更大規模的建筑物、更大跨度的橋梁、更大功率的發電機組和更為精密的機械設備。這一切都要求工程師在設計階段就能精確地預測出產品和工程的技術性能，需要對結構的靜、動力強度以及溫度場、流場、電磁場和滲流等技術參數進行分析計算。例如分析計算高層建筑和大跨度橋梁在地震時所受到的影響，看看是否會發生破壞性事故；分析計算核反應堆的溫度場，確定傳熱和冷卻系統是否合理；分析渦輪機葉片內的流體動力學參數，以提高其運轉效率。這些都可歸結為求解物理問題的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年來在計算機技術和數值分析方法支持下發展起來的有限元分析（FEA，Finite Element Analysis[9]）方法則為解決這些復雜的工程分析計算問題提供了有效的途徑。
在大力推廣CAD技術的今天，從自行車到航天飛機，所有的設計制造都離不開有限元分析計算，FEA在工程設計和分析中將得到越來越廣泛的重視。目前以分析、優化和仿真為特征的CAE(Computer aided Engineering CAE)技術在世界范圍內蓬勃發展。它通過先進的CAE技術快速有效地分析產品的各種特性、揭示結構各類參數變化對產品性能的響，進行設計方案的修改和調整，使產品達到性能和質量上的最優，原材料消耗最低。同時，運用CAE技術可減少或取消傳統設計中需要多輪次制造樣機及昂貴的實驗費用。因此，基于計算機的分析、優化和仿真的CAE技術的研究和應用，是高質量、高水平、低成本產品設計與開發的保證。
2.2有限元分析系統的發展現狀與展望
2.2.1 現狀
隨著現代科學技術的發展，人們正在不斷建造更為快速的交通工具、更大規模的建筑物、更大跨度的橋梁、更大功率的發電機組和更為精密的機械設備。這一切都要求工程師在設計階段就能精確地預測出產品和工程的技術性能，需要對結構的靜、動力強度以及溫度場、流場、電磁場和滲流等技術參數進行分析計算。例如分析計算高層建筑和大跨度橋梁在地震時所受到的影響，看看是否會發生破壞性事故；分析計算核反應堆的溫度場，確定傳熱和冷卻系統是否合理；分析渦輪機葉片內的流體動力學參數，以提高其運轉效率。這些都可歸結為求解物理問題的控制偏微分方程式往往是不可能的。近年來在計算機技術和數值分析方法支持下發展起來的有限元分析（fea，finite element analysis）方法則為解決這些復雜的工程分析計算問題提供了有效的途徑。我國在"九五"計劃期間大力推廣cad技術，機械行業大中型企業cad的普及率從"八五"末的20%提高到目前的70%。隨著企業cad應用的普及，工程技術人員已逐步甩掉圖板，而將主要精力投身如何優化設計，提高工程和產品質量，計算機輔助工程分析（cae，computer aided engineering）方法和軟件將成為關鍵的技術要素。在工程實踐中，有限元分析軟件與cad系統的集成應用使設計水平發生了質的飛躍，主要表現在以下幾個方面：
1.增加設計功能，減少設計成本。
2.縮短設計和分析的循環周期。
3.增加產品和工程的可靠性。
4.采用優化設計，降低材料的消耗或成本。
5.在產品制造或工程施工前預先發現潛在的問題。
6.模擬各種試驗方案，減少試驗時間和經費。
7.進行機械事故分析，查找事故原因。
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