应用遗传算法对伐木头打枝刀形状的优化设计

摘要

cqvip:为解决伐木头时出现的由于打枝刀的形状不合理而产生的木材损坏、进料不畅等问题,分析了打枝刀的工作状态,据此建立了评价刀形力学性能的目标函数。应用遗传算法求得了使目标函数取值最大的刀形曲线,应用Solidworks建立了虚拟实验装置,导入了Ansys Workbench中,通过结构分析的方法确定了符合实际情况的实验参数。以优化后的刀形为实验组,以工程设计中常用的两种刀形为对照组,应用有限元进行了静力学分析,得到了相同压力下3种刀形分别使110、120、130 mm 3种不同直径的木材产生的形变。试验发现3种刀形对较小直径的木材影响差别不明显,但是优化刀对直径较大的木材产生的形变显著小于其他刀形,这种情况下木材受损风险明显降低。结果表明:优化刀形对各种树径的木材的伤害较小,尤其对于树径较大的木材有更加明显的力学性能优势。