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《合肥工业大学》 2003年
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基于可视化虚拟设计的甘蔗收获机械设计开发若干关键技术研究

蒙艳玫  
【摘要】: 丘陵地带甘蔗收获机械的研究开发是目前急待解决的一个课题。虚拟设计技术是21世纪先进的产品开发技术,是快速研发丘陵地带甘蔗收获机械的有效手段。但是目前还未见采用虚拟设计技术开发甘蔗收获机械的研究成果报道。本研究提出采用可视化虚拟设计技术进行甘蔗收获机械的研发,并围绕设计开发过程的若干关键技术进行分析研究。论文首先阐述了基于虚拟设计技术的甘蔗收获机械设计开发的总体框架流程,提出采用产品数据管理(PDM)框架软件将产品开发过程中用到的CAD、CAE、及设计、分析和评价综合决策系统等软件集成在一起;并建立甘蔗收获机械产品开发的过程管理模型及产品数据模型,快速有效的构建出其可视化虚拟设计平台,从而实现对产品开发过程的有效组织、管理、控制及提供系列化开发的支持工具。其次,深入研究了甘蔗收获机械开发的瓶颈——剥叶机构的可视化虚拟设计方法,分析了核心元件——剥叶元件不同装夹方式的影响机理。对剥叶元件的优化设计问题,提出了采用数值模拟正交试验(即虚拟正交试验)的多目标多因素的优化设计方法,并构建出剥叶元件的虚拟试验分析平台,为剥叶元件的分析及甘蔗收获机械的系列化设计提供了有效的工具。 论文研究的主要内容和创新点如下: (1) 在丘陵地带甘蔗收获机械已有研究基础上,提出了其可视化虚拟设计的总体设计思路和方法。其设计开发首先必须详细分析丘陵地带甘蔗种植收获的特点及对机器的功能需求,进行总体选型设计。其次对几个主要机构部件进行创新设计,构建它们的三维模型,并经运动学、动力学仿真分析、机电液系统仿真分析及有限元分析,对机构设计方案进行修正并对设计主参数进行优化,经虚拟装配后初步得到整机模型。在对整机反复进行仿真、分析和优化,并经实验局部修正后,最终得出产品级的数字化样机模型。从而极大地提高设计开发的效率和成功率。 (2) 鉴于丘陵地带甘蔗收获机械设计开发的特殊性和复杂性,目前尚无支持其设计开发全过程的开发系统。本文提出了采用PDM框架软件集成设计过程用到的CAD、CAE等应用软件,构建设计开发平台。并将自行开发的 摘 要 设计、分析和评价综合决策系统也嵌入到平台中,形成具有一定智能的设 计支持环境。在分析甘蔗收获机械产品设计开发功能模型和开发数据信息 流的基础上,建立了产品设计开发的工作流管理模型和产品数据管理模 型;并采用产品结构变量配置实现其系列化的设计,从而有效地支持了产 品开发过程的数据管理、组织、控制及其系列化产品的开发。 *)深入分析了整杆式甘蔗收获机械设计开发的瓶颈一剥叶机构的工作机 理。提出了剥叶机构的总体设计方案。结合理论、仿真和实验分析了其核 心元件——剥叶元件工作过程的受力状态及其影响因素,找到了排刷式剥 叶元件受力及对剥叶效果影响的分析依据。 O)由于影响剥叶质量和剥叶元件使用寿命的因素很多,针对这种没有明确优 化目标函数和具体约束条件的多因素、多目标优化设计问题,提出了采用 数值模拟正交试验的方法进行分析,快速寻找设计参数的最佳组合,有效 地解诀了甘蔗收获机械设计开发的瓶颈问题。 O)深入分析了高分子剥叶元件疲劳断裂的机理及影响因素。认为元件注塑成 型造成的缺陷会引起应力集中成为疲劳源,在周期动载荷的作用下,应力 集中部位逐渐萌生裂纹,并不断扩展,当应力值超过材料的内聚破坏的临 界值时,试样就在应力集中的有缺陷或缺口处突然断裂。对于剥叶元件疲 劳寿命的预估,采用计算机仿真分析是快捷有效的方法。结合数值模拟正 交试验,通过编程工具开发出剥叶元件设计、分析、优化和疲劳寿命预估 的虚拟试验分析平台,并把试验平台嵌入到甘蔗收获机械可视化虚拟设计 支持平台中,进一步完善了该设计平台的功能。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S225.53

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【引证文献】
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1 蒙艳玫,李尚平,刘正士,唐治宏,袁海英;非直线排列剥叶元件的疲劳寿命分析[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年02期
2 傅隆政;;应用技术创新提升我国甘蔗收获机械化水平[J];农业装备与车辆工程;2012年01期
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1 李小彭;面向产品广义质量的“1+3+X”综合设计法及其应用研究[D];东北大学;2006年
2 张学军;残膜分离与输送装置的研究[D];吉林大学;2007年
3 贺俊林;低损伤玉米摘穗部件表面仿生技术和不分行喂入机构仿真[D];吉林大学;2007年
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1 金鑫;甘蔗联合收割机剥叶装置性能研究[D];河南科技大学;2011年
2 陶秀峰;小型履带式甘蔗收割机剥叶机构的结构研究及仿真分析[D];广西工学院;2011年
3 杜俊鹏;基于仿真的甘蔗收获机械智能设计系统规则推理的研究[D];广西大学;2006年
4 徐昌玉;基于虚拟样机技术的漏播补偿系统设计与试验研究[D];华中农业大学;2006年
5 乔斌;基于仿真知识的甘蔗收获机械智能设计系统决策推理机制的研究[D];广西大学;2007年
6 黄丽丽;甘蔗剥叶机剥叶质量影响因素的试验研究[D];广西大学;2008年
7 孟磊;面向广义质量的闭式叶轮部装结构1+3+X设计方法研究[D];东北大学;2007年
8 张冕;烟草钵苗移栽机移栽机构研究[D];河南科技大学;2012年
【参考文献】
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1 陈燕云,李尚平,黎毓鹏;小型甘蔗剥叶机初探[J];广西机械;1997年01期
2 蒙艳玫,李尚平,刘正士,郑淑贤;虚拟样机技术及其在创新产品开发中的应用[J];广西科学;2001年04期
3 李丽娟,刘锋,杨学贵;子午线轮胎接触变形的非线性有限元分析[J];合成橡胶工业;2000年05期
4 张申生,侯晓林,王忠辉;关于计算机辅助并行设计(CACD)技术的探讨[J];计算机辅助设计与制造;1995年01期
5 蒙艳玫,李尚平,刘正士,郑淑贤,覃洪浩,王小纯;甘蔗收获机械可视化虚拟设计平台的研究开发[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年11期
6 蒙艳玫,李尚平,郑淑贤,刘正士,梁式;适用于丘陵地带的甘蔗收获机械虚拟样机的研制[J];制造业自动化;2002年02期
7 王泓,鄢君辉,郑修麟;有机玻璃疲劳裂纹扩展定量分析[J];机械科学与技术;2001年01期
8 董建华,孙伟,刘晓冰,蒋平,韩永生;CAD/PDM信息集成研究[J];机械科学与技术;2001年02期
9 张戈;CAD应用软件协作开发系统的构成与实现探索[J];机械科学与技术;2001年02期
10 张和明,熊光楞,张玉云,孙喜杰;基于STEP的并行产品开发信息集成及设计版本管理技术[J];机械工程学报;1999年02期
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1 张向军;内燃机摩擦学设计的设计方法研究——智能设计知识模型的应用与拓展研究[D];合肥工业大学;2000年
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1 王勇;甘蔗剥叶元件疲劳寿命理论与虚拟试验平台研究[D];广西大学;2001年
2 郑淑贤;甘蔗收获机械设计与评价专家系统的研究[D];广西大学;2002年
3 麻芳兰;甘蔗收获机械排刷式剥叶元件虚拟试验的分析与研究[D];广西大学;2002年
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1 张金柱,汪信,陆路德,徐迎宾;纳米无机粒子对塑料增强增韧的“裂缝与银纹相互转化”机理[J];工程塑料应用;2003年01期
2 陈静波,陆宜清,祁东霞;多型腔注塑模的流动平衡计算与分析[J];工程塑料应用;2004年09期
3 柯文体,李又兵,申开智,陈长森,李安定;振动参数对HDPE注塑件力学性能的影响[J];工程塑料应用;2005年03期
4 何和智;秦雪奎;阎卫斌;王瑗;;振动力场对聚丙烯/硅灰石复合材料性能的影响[J];工程塑料应用;2007年02期
5 潘典坤;李萌崛;严正;;玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的疲劳性能研究[J];工程塑料应用;2011年10期
6 余志祥,蔡宏儒;索网结构有限元找形与参数分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
7 余志祥,刘家喜;某膜结构工程加固非线性分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
8 余志祥,赵雷;张力结构形态确定的改进方法[J];四川建筑科学研究;2005年01期
9 高轩能;李琨;;变截面门式刚架地震反应研究进展[J];四川建筑科学研究;2008年03期
10 杨咏漪;廖海黎;李永乐;;黄浦南汊桥风致抖振疲劳频域分析[J];四川建筑科学研究;2009年03期
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1 张红旗;王璐;石磊;陈科;;数字化设计方法在军事电子装备研制中的应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 郑红梅;张克;仇成群;刘莉;;MATLAB在LabVIEW开发虚拟仪器中的应用[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 张红旗;王璐;;面向军事电子装备的数字化设计方法[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
4 庞博;张进锋;颜文俊;;非接触式扭矩传感器信号采集与处理研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 郑晓曦;吴今培;孙国正;;虚拟样机生成系统的研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
6 李亚平;焦中良;帅健;;在役管道材料的低周疲劳性能测试[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
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8 刘混举;吕凯波;;矿山机械结构件的疲劳分析与寿命预测[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
9 张国庆;;电弧喷涂修复曲轴多轴疲劳寿命计算[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
10 任鸿频;胡月圆;;多学科优化设计与分析CAE软件二次开发及应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
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1 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
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1 刘欣丽;液压支架双伸缩立柱承载特性研究[D];山东科技大学;2010年
2 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
3 孙晓红;小口径深井救援机器人的设计研究[D];山东科技大学;2010年
4 殷慧;机器人假肢功能设计与分析[D];山东科技大学;2010年
5 梁鹏飞;基于数字化功能样机的炸药破碎机性能分析[D];长春理工大学;2010年
6 焦令宽;微注塑成型充填过程的三维模拟[D];郑州大学;2010年
7 袁恒;三维标测技术中的定位电场仿真及实验研究[D];郑州大学;2010年
8 刘广武;微型肥料制粒机设计与三维建模[D];山东农业大学;2010年
9 侯作存;地膜回收机的计算机辅助设计[D];山东农业大学;2009年
10 张鹏;橡胶坝静动力特性有限元分析[D];山东农业大学;2010年
【同被引文献】
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1 黄浩东,陈宗基;虚拟原型技术及控制工程中的虚拟原型机[J];北京航空航天大学学报;1999年03期
2 易新文,赵斌元,李如燕,胡克鳌;LLDPE/LDPE薄膜老化程度的表征方法[J];材料科学与工程;2002年02期
3 张玉萍,沈炜良,侯志祥,刘龙武;甘蔗剥叶机机架的动态特性分析[J];长沙交通学院学报;2001年04期
4 朱学军;论现代设计方法的发展[J];长沙铁道学院学报(社会科学版);2003年Z1期
5 李奎贤,宋桂秋,张东,刘岩松;BP神经网络法在产品质量预测中的应用[J];东北大学学报;2001年06期
6 陈以增,唐加福,侯荣涛,任立义;基于质量功能展开的产品规划模型[J];东北大学学报;2002年08期
7 宋伟刚,邓永胜,郭立新;基于功率跟踪控制策略的带式输送机动态设计方法[J];东北大学学报;2002年09期
8 陈以增,任朝辉,唐加福,任立义;基于QFD的产品多目标规划模型[J];东北大学学报;2003年01期
9 李小军,廖振鹏;土应力应变关系的粘-弹-塑模型[J];地震工程与工程振动;1989年03期
10 栾茂田;土动力非线性分析中的变参数Ramberg-Osgood本构模型[J];地震工程与工程振动;1992年02期
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1 陈晓川;并行工程中面向成本的设计的理论与方法研究[D];大连理工大学;2000年
2 王腾;成层土中桩纵向振动理论及其在PIT中的应用[D];浙江大学;2001年
3 刘贤喜;机械系统虚拟样机仿真软件的实用化研究[D];中国农业大学;2001年
4 熊启家;基于空间算子代数理论的链式多体系统递推动力学研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 孙裕晶;虚拟样机技术及其在精密排种部件设计中的应用[D];吉林大学;2005年
6 张增学;梳刷式甘蔗剥叶机剥叶机理的试验研究[D];华南农业大学;2002年
7 陈桂华;农作物秸秆表面性能及胶合重组技术研究[D];中南林业科技大学;2006年
8 胡迎春;甘蔗收获机械的多学科优化理论及关键技术的研究[D];广西大学;2006年
9 王政;基于交互驱动的虚拟样机动力学建模技术研究与应用[D];浙江大学;2005年
10 麻芳兰;智能设计关键技术的研究及其在甘蔗收获机械中的应用[D];重庆大学;2006年
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1 吕大为;桩筏基础中桩与土的相互作用分析[D];大连理工大学;2000年
2 李珣;小型甘蔗收获机械扶蔗机械虚拟设计及实验研究[D];广西大学;2001年
3 王勇;甘蔗剥叶元件疲劳寿命理论与虚拟试验平台研究[D];广西大学;2001年
4 张靖宇;对桩土相互作用及单桩竖向承载力的研究[D];西安建筑科技大学;2001年
5 贺淑云;ZYB液压静力压桩机夹桩钳口研究[D];中南大学;2002年
6 尹沾松;2ZB-8水稻摆秧机振动排秧盘参数的计算机虚拟优化研究[D];广西大学;2002年
7 郑淑贤;甘蔗收获机械设计与评价专家系统的研究[D];广西大学;2002年
8 麻芳兰;甘蔗收获机械排刷式剥叶元件虚拟试验的分析与研究[D];广西大学;2002年
9 王悦;基于实例与基于规则混合推理的车辆诊断专家系统原型设计[D];合肥工业大学;2002年
10 赵立业;精密排种器虚拟仪器检测系统研究[D];南京农业大学;2002年
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1 宗峰;;智能设计系统的仿真应用[J];福建电脑;2011年10期
2 谢建华;侯书林;刘英超;;残膜清理回收机具的研究现状及存在的问题[J];中国农机化;2012年05期
3 王哲;叶权圣;陈骏佳;秦健南;;建模与仿真技术在甘蔗收获机械中的应用研究[J];轻工科技;2012年11期
4 乔斌;李尚平;麻芳兰;;甘蔗收获机械智能设计系统的仿真应用[J];机械设计与制造;2007年03期
5 金鑫;姬江涛;崔丽慧;高吭;李玉柱;贺智涛;;甘蔗联合收割机剥叶装置的性能试验和参数优化[J];河南科技大学学报(自然科学版);2012年01期
6 王优;张强;于路路;;玉米摘穗装置的应用现状与展望[J];农机化研究;2011年01期
7 杨坚;黄丽丽;杨望;梁兆新;莫建霖;;弯、直蔗剥叶质量影响因素的试验[J];农业工程学报;2009年04期
8 李斌;王吉奎;胡凯;蒋蓓;;残膜回收机顺向脱膜机理分析与试验[J];农业工程学报;2012年21期
9 牟向伟;黄煜;万理;黄植功;韦春荣;李寒阳;;甘蔗整秆剥叶关键技术与剥叶机理研究[J];农机化研究;2013年11期
10 胡凯;王吉奎;李斌;蒋蓓;丁双双;李天文;;棉秆粉碎还田与残膜回收联合作业机研制与试验[J];农业工程学报;2013年19期
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1 宋键铭;区颖刚;牟向伟;吴昊;;整秆式甘蔗收割机剥叶元件研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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1 毛居全;有关产品质量可信性若干问题的研究及应用[D];东北大学;2009年
2 任云鹏;大型锻造操作机系统动态特性分析及其若干设计问题的研究[D];东北大学;2009年
3 周旭;液压静力压桩机压桩系统的研究[D];中南大学;2009年
4 刘杰;现代产品设计规划的关键理论及其应用研究[D];东北大学;2008年
5 孙伟;现代机械产品设计规划及可视优化设计方法研究[D];东北大学;2007年
6 吴鸿欣;玉米秸秆收获关键技术与装备研究及数字化仿真分析[D];中国农业机械化科学研究院;2013年
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1 崔方方;烟田苗期地膜回收机的研制[D];山东农业大学;2010年
2 王优;新型玉米摘穗装置工作机理的基础性研究[D];吉林大学;2011年
3 金鑫;甘蔗联合收割机剥叶装置性能研究[D];河南科技大学;2011年
4 朱新华;玉米秸秆茎叶分离特性研究及其分离机研制[D];西北农林科技大学;2011年
5 徐赐军;基于知识的甘蔗收获机械智能设计知识发现系统的研究[D];广西大学;2007年
6 杜刘林;甘蔗收获机械智能设计系统知识库系统的优化与复合推理[D];广西大学;2008年
7 曹彪;弯曲折断式玉米摘穗机构研究[D];吉林大学;2012年
8 赵佳乐;水田中耕除草机的设计与试验研究[D];东北农业大学;2012年
9 王倩倩;反共振振动机虚拟样机及性能预测的研究[D];东北大学;2010年
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【二级参考文献】
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1 王宗仁,武子远,段彩环,裴晓红;特尔斐—模糊综合比较法评价生态环境质量变化[J];城市环境与城市生态;2001年03期
2 陈民锋,郎兆新,张兴焰;模糊综合评判法评价油田注水开发状况[J];断块油气田;2001年02期
3 王成国,梁国平,刘金朝;多柔性体系统动力学的有限元方法(MUFEM)[J];工程力学;1999年02期
4 任平;遗传算法(综述)[J];工程数学学报;1999年01期
5 王巽怀;谈联合收获机的合理选择[J];中国农机化;1997年04期
6 刘红云;我国联合收获机现状及发展趋势[J];中国农机化;1998年01期
7 刘汉林;当前联合收获机发展存在的问题及几点看法[J];中国农机化;1998年02期
8 陈燕云,李尚平,黎毓鹏;小型甘蔗剥叶机初探[J];广西机械;1997年01期
9 农卫红;多目标模糊优选理论在水资源系统中的应用[J];广西水利水电;2001年03期
10 王鉴明;我国甘蔗农业机械化前景展望[J];甘蔗糖业;1998年01期
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1 张向军;内燃机摩擦学设计的设计方法研究——智能设计知识模型的应用与拓展研究[D];合肥工业大学;2000年
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1 李珣;小型甘蔗收获机械扶蔗机械虚拟设计及实验研究[D];广西大学;2001年
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1 区颖刚;彭钊;杨丹彤;郑丁科;;我国甘蔗生产机械化的现状和发展趋势[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 刘庆庭;陈金侃;区颖刚;;田间倒伏甘蔗的空间姿态[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 解福祥;区颖刚;刘庆庭;黄世醒;周勇;牟向伟;莫肇福;;整秆式甘蔗收割机新型收获方式的设计与试验[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
4 谭宏伟;周柳强;谢如林;黄美福;;不同施肥条件下甘蔗对钾的吸收利用[A];中国植物营养与肥料学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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1 记者 高虹;我省蔗糖连续三个榨季严重减产[N];海南日报;2011年
2 本报记者 邓萍 本报通讯员 黄小来 覃超恒;“一条龙”行云流水[N];广西日报;2011年
3 中国工程院院士 罗锡文;推动农业工程学科又好又快发展[N];中国农机化导报;2010年
4 何苗;企业瞄准广西甘蔗机械市场[N];中国农机化导报;2011年
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1 邢克鹏;整杆式甘蔗联合收割机液压控制系统开发与研究[D];河南科技大学;2013年
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