玉米联合收割机底盘机架是割台、发动机、驾驶室、还田机、粮箱等各总成的安装基础。作为这些总成的安装基体，车架承受这些总成的质量及其传给车架的各种力和力矩，是玉米收割机的关键承载部件。底盘机架主要由槽钢、钢板和少量矩形钢焊接而成，其所承受的载荷十分复杂，概括起来主要包括纵向弯曲、扭转、横向弯曲、水平菱形扭转以及它们的组合。
      机架的刚度和强度对整机安全使用及性能的影响很大，在设计和使用时对玉米收割机架的要求是：1)具有足够的强度，保证在使用期限内车架的主要零部件不因受力而破坏，2)具有足够的抗弯刚度，如机架的最大弯曲挠度应小于10mm，以免车架上的总成因变形过大而发生早期损坏，3)机架要有合适的扭转刚度，希望车架两端的扭转刚度大些，而中间一段小些，4)车架要轻，一般其自身质量应在整车整备质量的10%以内，故对其进行强度设计、强度校核、固有特性分析非常重要。要达到以上要求，需要对玉米收割机机架进行精细化的设计。玉米联合收割机底盘机架三维模型如图所示。
      机架的有限元分析计算模型以往多采用梁单元进行离散化，但采用梁单元不能得到详细车架应力分布结果，尤其不能得到车架局部如横梁与纵梁连接处的应力状况，而连接处的应力水平较高且变化剧烈，因此采用板壳单元建立车架模型。关于有限元建模，按照以下思路进行：1)对机架刚度影响较大的部分，如驾驶室、割台、还田机、发动机支架、剥皮机架与机架连接的主梁，进行详细建模，对不与机架直接连接的部分用Beam梁单元连接模拟部件自身刚度，用质量块单元模拟部件自身质量。2)由于均由饭金件构成，因此采用的单元类型为Quad4及少量Tria3板壳单元(Shell单元)。3)焊接相连接的零部件按一个零部件创建。4)两板搭接焊重叠处用两板材料厚度之和进行简化。5)结构上铆钉和垫片处采用Beam梁单元和Rbe2刚体单元来模拟。6)部分焊点用Rbe2刚体单元来模拟。7)销轴连接处用自由度祸合(Coupled Dof)来模拟。8)机架有限元网格大小按照20mm进行划分。本模型共有结点数62943个，单元数61897个。
      机架刚度直接影响车架的承载功能。机架整体刚度低，将使机架的整体承载能力降低。机架的局部刚度低，将使车身局部变形增加，机架的局部安装等功能丧失。机架刚度低，直接影响机架的疲劳强度，使机架的可靠性降低，局部的失效和整体的失效都将大大降低机架的整体使用性能，使收割机的整体性能指标降低。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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