悬挂式残膜回收机悬挂架动应力测试研究

地膜覆盖栽培技术在我国农业生产中起到了非常重要的作用。然而，连年覆盖地膜，回收的极少，残留在土壤的废膜越积越多，造成严重的白色污染，影响农业生产及农业的可持续发展。因此，研究残膜回收机具已成为进一步发展和推广地膜覆盖技术的关键。悬挂式残膜回收机结构简单，制造成本低，动力由拖拉机直接输出，可一次完成棉杆粉碎还田和耧起残膜的作业。由于机体较长且为悬挂式，悬挂架的受力非常复杂。因此，为了解悬挂架的应力状态，对悬挂架进行了动应力测试。

应力测试目的

本次实验主要是为了检测悬挂式残膜回收机悬挂架在各种工况下的应力状态，为悬挂架的设计方案提供参考数据。

实验仪器和设备

JHDY动态应变仪模块化设计，通道数可扩展。采样频率软件设置，不随通道数递减，zui高可达10KHZ。精度高，功能强大，测量结果准确。笔记本电脑一台、W型拖拉机一台。

应力测试方案

为了检测悬挂架在各种工况下的应力状态，设计了三种地面状态进行实验：⑴一般平地；⑵双轮过沟；⑶单轮过沟。三种地面状态是连续的，在进行试验时，拖拉机分别以两种速度连续依次经过三种地形。

测点布置

由于残膜回收机及悬挂架均为对称结构，因此选择悬挂架半边的两根梁来测试。实验选取了悬挂架三个点进行动应力测试：槽钢正面、槽钢侧面、扁钢单面。悬挂架在运行过程中承受复杂的弯曲和扭转应力，无法估计两根梁的主应力方向，在槽钢正面和侧面及扁钢处均选贴120°应变花，三个测量方向均匀分布。

实验数据及分析

表1   三处测点在各种地形条件下的应力峰值

表1是三处测点在各种地形条件下的应力状态及zui大和zui小主应力值。可以看出，每个测点主要承受的是扭矩载荷。双轮过沟和单轮过沟时，还承受了不同程度的弯矩载荷和扭矩载荷，其中双轮过沟时弯矩较大，每个测点的第一主应力和第三主应力出现在同一时刻，而在其他地形条件下，第一主应力和第三主应力的zui值分别出现在不同时刻，且峰值交替出现。

悬挂架材料的许用应力[σ]=152~167MPa，计算得到zui大相当应力163.79MPa，在许用应力范围内满足强度要求。zui大应力值出现在双轮过沟扁钢处，此时扁钢主要受到扭矩作用，恰恰扁钢不适合承受扭矩。此处扁钢应换用同等面积的槽钢，选用槽钢63*40*4.8。