5篇关于有限元法的计算机毕业论文

今天分享的是关于有限元法的5篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到有限元法等主题,本文能够帮助到你

高频振动筛振动特性的有限元法分析

这是一篇关于双质体高频振动筛,有限元法,模态分析,瞬态动力学分析,谐响应分析的论文, 主要内容为振动筛不仅应用于煤炭等重工业行业,在制药和烟草等轻工业行业也占有很大的使用率。近年来,各行各业的振动筛在研究、设计及制造等方面的技术也已日益成熟。振动筛的好坏不仅要看其结构所能承受荷载的大小,还要看其筛分效率是否合格。烟草等轻工业行业由于其筛分物质较轻,振动筛的筛板既要满足轻薄的要求,还要防止较大的激振频率对筛板产生的破坏性变形,对振筛的技术要求相对较高。本文基于秦皇岛烟草机械厂的双质体高频振动筛对三自由度双质体振动筛进行振动特性、结构强度和位移响应等方面的研究,旨在为双质体高频振筛提供一种理论计算的最优依据,便于对双质体高频振筛进行参数优化设计。本文利用拉格朗日方程得到高频振动筛三自由度体系下的双质体高频振动筛的运动微分方程。计算得到其三阶固有频率,并分析结构中各个参数变量对固有频率的影响规律。将双质体高频振筛简化为基本的壳单元和梁单元组合的模型并进行建模和单元划分。对高频振筛弹片进行刚度测试试验,得到弹片的刚度计算数据。对结构模型进行模态分析,得到各阶频率和振型。对双质体高频振筛壳梁单元组合结构模型进行谐响应分析,得到其在不同频率的激振力作用下的稳态位移响应。研究振动电机启动过程的振动特性可知,电机的激振力和角频率是是按照时间的多次幂函数关系,逐步达到稳定状态的。求解振动电机以时间为自变量的角频率函数方程,从而求得激振力与时间的函数关系。将电机起振时的激振力作为函数载荷施加在模型上,对双质体高频振筛进行瞬态动力学分析。研究在电机开机到稳定运转时间段内,振动筛上下质体振幅随时间的变化、启动过程当中的共振时间点和发生共振时结构上的应力分布。通过上述过程的研究,模态分析可知双质体高频振筛在正常的工作频率下不会发生共振;谐响应分析可知,在给定频率为2Hz和8Hz的激振力的作用下,振筛的振动幅值较大,中间架为9.86mm,上层筛体振动幅值为17.06mm。由结构的应力云图可以看出,应力在筛面的前端和尾端较大,应注意优化筛面结构强度;从瞬态动力学分析可知,在电机启动过程中共历经三次共振,应力集中现象分布于筛面前端和尾端侧板与弹簧组件相连接处。本文为双质体高频振筛的结构动力学分析和优化设计奠定了基础,在后续的工作中,可通过增加弹片组件的数量来优化上层筛体组件的振幅;改变上下层质体的比例,寻求最佳的质量比,以提高振动筛的筛分效率;调整筛面和中间架的大小,在保持最大的过料量的前提下寻找最佳的设计比例。

海鲜菇采摘的系统设计与仿真关键技术研究

这是一篇关于海鲜菇,采摘系统,PDPS仿真,力矩分析,有限元法的论文, 主要内容为在目前的海鲜菇种植环境中,采用多层菇床架进行人工采摘。然而,这种传统的采摘方式存在效率低下、劳动强度大和高用工成本等问题,制约了海鲜菇产业的规模化发展。因此,迫切需要开发一种智能采摘系统,以满足工厂化海鲜菇种植的需求。本研究在武汉农业科学院创新项目的背景下,面向工业化生产下的袋栽海鲜菇,设计一套海鲜菇采摘系统并进行仿真和试验研究。论文研究的主要内容如下:(1)海鲜菇采摘系统整体方案设计。介绍了袋栽海鲜菇标准生产流程,针对项目需求,设置本文研究背景、设计要求、设计原则。首先确定了完整体采摘方案,采用机器人采摘系统作为基础进行设计方案;再提出了几种海鲜菇摘取方案,通过比对确定最终海鲜菇摘取方案;并参考人工切根的方式,设计切根方案。(2)海鲜菇基础力学性能试验。首先进行袋栽海鲜菇的拉拔试验,此试验主要使用数字推拉力计,探究袋栽海鲜菇使用何种方式摘取海鲜菇最佳,获得海鲜菇不同夹取位置的不同方式下的拉拔力参数。然后进行单根海鲜菇菌杆的力学特性试验。单根海鲜菇菌杆的力学特性是后续设计机构、仿真研究的重要参数;故对单根海鲜菇菌杆使用质构仪器械,并制定试验方法,进行挤压、剪切、拉伸试验。通过对海鲜菇不同位置进行试验,得到单根海鲜菇不同位置范围的力学特性。所得结果对袋栽海鲜菇智能化采摘时的采摘位置、切根机构计算选型以及后续仿真研究提供了相关依据。(3)海鲜菇采摘系统机械机构设计和控制系统设计。本文选取埃夫特采摘机器人作为设计基础,确定采摘工位。摘取机构对海鲜菇采摘而言,是很重要的部分。根据前文设计的方案,选用平移电动夹具作为动力装置,夹具前端内附柔软材料夹取海鲜菇,防止海鲜菇损伤。海鲜菇成熟菌杆的价值最高,还需对其切根分拣。根据人工切根的方式和技巧,本文设计海鲜菇切根机构,可以完整切除海鲜菇根部。并对整个采摘系统中的关键零部件使用Workbench进行静力学校核。基于机器人C10控制系统,开发了海鲜菇智能化采摘控制系统,可以实现多个设备之间互相配合,实现设计的采摘流程。(4)海鲜菇采摘机器人的运动学和动力学分析。运动学分析使用D-H法建立机器人的运动学方程,计算机器人的位姿转换矩阵和推导逆运动学方程。这些分析结果验证了机器人的正逆解准确性,为机器人的设计和控制提供了基础。使用PDPS软件进行运动学仿真分析,研究机器人采摘路径的可行性、干涉性、合理性,并对部分路径进行优化。动力学分析采用拉格朗日方程建立海鲜菇采摘机器人的动力学模型,并推导出各关节的理论驱动力矩表达式。通过ADAMS软件,我们可以对机械臂在关键运动过程中各个关节的驱动力矩进行分析,从而有效地优化采摘路径,提高机械臂的性能,并有效降低其运动变化带来的不确定性。(5)研制海鲜菇采摘系统并进行采摘试验。为验证本研究设计结果的可行性以及项目要求,搭建海鲜菇采摘系统进行采摘试验,按照设计的采摘流程,根据现场情况调试机器人程序。将最小夹紧距离和夹具距离根部位置作为试验因素,海鲜菇摘取成功率、完整切根率、平均破损率以及平均切根率作为试验指标。根据试验结果,可以获得最佳采摘方式。

高频振动筛振动特性的有限元法分析

荸荠挖掘机的设计与仿真关键技术研究

这是一篇关于荸荠挖掘机,改进设计,有限元法,多体系统动力学,AMESim的论文, 主要内容为荸荠是一种具有经济价值和营养价值的水生蔬菜,我国每年产量在140万吨左右,是我国重要经济作物之一。荸荠是一种易种植、产量高、难收获的农作物。目前,我国仍然采用传统的人工挖掘方式,但这种方式劳动强度大、效率低、成本高,因此,本课题旨在研发一种荸荠挖掘机,以提升荸荠机械化收获的效率和效果,并为荸荠种植者带来更多的便利。本文的重点研究内容包括:(1)经过详细的实地考察和研究,确定了三种不同的荸荠收获机,并且根据项目的要求,仔细比较了它们的优势和不足,最终确定了方案一中的荸荠挖掘机作为最佳收获方案。选定收获方案后,对其关键部件进行相应的设计及选型设计。待机器加工完成后,对所研制的荸荠挖掘机进行田间试验,测试其在田间作业时的可靠性及稳定性,及时发现样机所存在的问题,为后期样机的改进与优化提供重要的借鉴。(2)荸荠挖掘机改进设计及仿真分析。针对田间试验中机器出现的问题对其进行改进设计,其中包括整机执行机构布置、挖掘铲、直线运动部件的改进;运用Opti Struct软件对荸荠挖掘机关键零部件进行拓扑优化,得到了其最优结构形式,仿真结果表明:优化后的结构相对于优化前的总体积减少了45.7%;运用ANSYS仿真软件对荸荠挖掘机的两种危险工况进行结构强度仿真分析计算,结果显示:荸荠挖掘机满足结构强度要求,部分结构存在较大轻量化空间;运用ANSYS Workbench中的Response Surface Optimization模块对刚度和强度余量较大的结构进行尺寸优化设计,仿真结果表明:尺寸优化后的该结构相对于优化前的结构质量下降了29.5%,由此可见,应用响应面优化于结构尺寸分析不仅能满足制件的强度要求,还能达到轻量化的目标。(3)基于ADAMS的荸荠挖掘机动力学仿真分析。在ADAMS软件中建立荸荠挖掘机多刚体系统动力学模型后,运用ADAMS软件对荸荠挖掘机进行动力学仿真分析,根据荸荠挖掘机挖掘荸荠的动作对其液压缸的运动轨迹进行规划,分析其每个液压缸运动位移与受力情况,其分析结果为下文的液压控制系统设计提供了相关参数,也为多刚体系统物理样机的制造提供了理论依据。(4)基于AMESim的荸荠挖掘机液压控制系统设计及仿真分析。在传统小型挖掘机液压系统的基础上,加入负载敏感系统对液压系统进行改进设计,以达到实现负载压力跟随、减小溢流损失、提高系统效率的目的。随后在AMESim液压仿真软件中建立了基于PID液压控制系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果表明:液压控制系统实现了对挖掘、翻转、推土等动作的运动轨迹准确控制,验证了液压控制系统设计的合理性和有效性。