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当前分析小型农业作业机这类大型复杂结构的动力学问题多采用结构实物的全尺寸试验或有限元分析方法。采用试验模态分析法,由于结构复杂,对试验设备、试验技术要求高,模态参数识别容易产生遗漏。采用有限元模态分析法,由于结构的庞大复杂,用有限元离散化所得的自由度数庞大,求解困难;对各复杂结合面必须进行合理的简化与假设,边界条件难以确定,求解精度低;在材料本构模型不易获取的情况下需进行材料试验,增加成本。本文采用的基于子结构有限元模态模型和试验模态模型相结合的自由界面模态综合法求解小型农业作业机整机模态模型,充分利用有限元法和试验分析法的优点,并避免了上述两种方法的缺点。通常外购部件采用试验模态分析,自制部件采用有限元模态分析,可在设计阶段进行修改,改进整体动态特性。该方法是一种优越的求解小型农业作业机这类复杂机械系统模态模型的方法。本文的主要工作和成果如下:1.根据模态综合子结构划分原则,将小型农业作业机划分为扶手、机架、轮胎及其支架、发动机、链轮传动部件和旋耕刀组等六个子结构。采用统一集和粗糙集的理论对各子结构进行复杂度判定,决定扶于和机架采用有限元模态分析,轮胎及其支架、发动机、链轮传动部件采用试验模态分析,旋耕刀组既可采用有限元模态分析,也可采用试验模态分析。2.分别在MSC.NASTRAN和LMS Test.Lab中对子结构的模态模型进行求解,得到准确的子结构有限元模态模型和试验模态模型。3.对三种主要连接方式螺栓连接、套接和焊接进行研究,建立了其动力学模型,并提出了各类结合面在模态综合中的处理方法。4.在LMS Virtual.Lab中对各子结构进行装配,设置其结合面特性,进行自由界面的模态综合,得到了整机的模态模型。5.将模态综合得到的整机模态模型通过整机的模态试验进行验证,整机前10阶固有频率误差小于6%,整机模态综合结果基本准确,并得到了整机试验不易识别的一阶固有频率。验证了该方法具有良好的精度,克服了整机试验模态分析的缺陷。通过对小型农业作业机的模态综合可知,模态振型数据对模态综合结果影响较大。后阶段可通过改进子结构试验模态分析的精度等方法来提高模态综合的结果,得到更为准确的模态综合结果。