风筛式清选装置的虚拟设计与筛分过程仿真

摘要

本文介绍了联合收割机清选装置的研究动态及数字化虚拟样机技术在农业装备中的应用情况。以“4LZ-2.0型全喂入联合收割机”的清选装置为物理样机，建立了风筛式清选装置参数化虚拟样机模型，并通过虚拟试验和台架试验对筛分过程进行了深入的研究。
　　 以“4LZ-2.0型全喂入联合收割机”的清选装置为物理样机，利用UG参数化建模功能建立清选装置三维参数化模型，确定主参数，并设定其他参数基于主参的表达式。以UG为平台，VC++语言为开发工具，对模型进行二次开发，制定了自定义菜单程序，并利用UIStyler制作了用户风格对话框，对源程序进行编辑，调试，编译和连接，创建了可视化的人机交互系统。并通过UG软件与离散元仿真软件EDEM的接口程序，把UG中所建模型简化后导入到EDEM中，建立起风筛式清选装置的虚拟样机模型。基于该模型，创建籽粒和短茎秆模型，并通过添加力学性质、物理性质和设置时间步长，对清选装置的筛分过程进行虚拟试验，得出了在不同机构参数和工作参数下物料颗粒在筛面上的运动状态及透筛情况。通过EDEM的后处理模块对虚拟试验结果进行分析，输出在各参数状态下，颗粒的运动轨迹和透筛后的分布情况，并输出各组仿真试验数据，利用DPS软件对仿真数据进行显著性分析，得到了各机构参数和工作参数对物料颗粒透筛效果的影响趋势及影响程度。论文最后，通过台架实验对筛分过程进行了试验研究，得出籽粒透筛后的分布规律，寻找出使透筛效果最好的因素组合，结果表明，台架试验结果与仿真试验结果吻合。
　　 本课题的研究，对联合收割机清选装置的运动参数和结构参数的确定和优化，具有一定的指导意义，并为进一步改进打下基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状简介

1.3本课程主要研究内容和方法

1.4本章小结

第二章风筛式清选装置虚拟样机建模

2.1物理样机

2.1.1物理样机简介

2.1.2工作原理

2.2风筛式清选装置虚拟样机的参数化建模

2.2.1 结构分析并确定主参数及其表达式

2.2.2虚拟样机参数化建模

2.3本章小结

第三章风筛式清选装置参数化模型的二次开发

3.1 UG二次开发模块

3.2风筛式清选装置虚拟样机二次开发

3.2.1配置开发环境

3.2.2系统变量设置

3.2.3使用UG/Open MenuScript进行菜单设计

3.2.4 UIStyler对话框设计

3.2.5使用Unigraphics NX创建工程

3.2.6程序开发与调试

3.3实例验证

3.4本章小结

第四章风筛式清选装置筛分过程的仿真研究

4.1利用EDEM对筛分过程的仿真流程

4.2对已建清选装置模型进行简化导入EDEM中，生成仿真模型

4.3创建颗粒工厂

4.4设置时间步长

4.5物料筛分过程的仿真试验方案

4.5.1试验方案设计

4.5.2物料在筛面上的运动仿真

4.5.3籽粒透筛后后在筛面上的分布

4.6应用DPS软件对仿真数据进行极差分析

4.7本章小结

第五章风筛式清选装置的试验研究

5.1试验台简介

5.2试验仪器

5.3试验物料

5.4沿物料前进方向透筛后物料的分布情况

5.5试验安排

5.6本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2特色与创新

6.3展望

参考文献

致 谢

读研期间发表的学术论文情况和参加的课题