《农业工程学报》2016年第32卷第12期刊载了湖北工业大学周明刚、张露、陈源、刘明勇和黄云朋的论文——“基于灵敏度分析的船式拖拉机机架结构优化设计”。该研究由国家自然科学基金（51405142）资助。
中国盛产水稻，在中国南方适宜种植水稻的田地中，存在大量的深泥脚水田（包括湖田、沤田、冬水田、海涂田等）。这些深泥脚水田地下水位高、土质粘重、承压能力差，普通轮式或履带式拖拉机在其中耕作时易陷坑、效率低。20世纪70年代首创的以浮式原理为核心技术的船式拖拉机，船体接地面积大，接地比压大，使拖拉机能浮于湿软土壤表层，但中国传统的船式拖拉机，主要依据经验反复修改承载部件船身的形状和尺寸，选取静、动态性能最优的参数加以设计，难确保所获取的参数组合是最优方案。
为此，该文设计研究了机架与船壳可分离式船式拖拉机，对其重要部件——机架进行多目标优化设计，建立优化设计数学模型，获得非劣解，并基于熵权的模糊物元模型得到最优设计方案，该研究可为船式拖拉机的设计研究提供参考。
该文所设计研究的机架与船壳可分离式船式拖拉机，其结构组成较为复杂，机架作为其基本载体，在田间工作时承受负荷很大。而船壳为类似半封闭箱体，在工作过程中起减小船式拖拉机前行阻力的作用。因此，机架在保证整机工作性能和可靠性等方面起着非常重要的作用，是船式拖拉机设计的关键环节，为此该文设计数学模型对船式拖拉机机架结构进行优化设计。
该文以发动机的转动频率作为外界激励频率影响因素，对机架的振动特性进行研究。研究结果表明发动机的输入转频接近船式拖拉机机架的第一阶固有模态频率，易引起机架共振。为了避免在行走和工作过程中外界激励源频率接近船式拖拉机机架的固有频率发生共振现象而导致破坏和噪声，该文在机架刚度满足要求的前提下，对机架进行优化设计，提高固有模态频率，避免共振。
该文为获得振动性能优良的船式拖拉机机架对其进行了结构优化设计。在进行结构优化过程中，由于机架结构较为复杂，各个零部件对车身结构模态贡献量不同，因此需采用灵敏度分析方法确定厚度变化对车身结构模态影响较敏感的零部件，随后建立多目标优化数学模型，并通过基于熵权的模糊物元法得到最优设计方案。
优化设计结果表明，优化后的船式拖拉机机架第一阶模态频率由原来的25.78提高到34.84 Hz，且远离发动机的工作频率，最大静应力从51.18减小到37.75 MPa。该机架在可分离式船式拖拉机上装配良好，在田间工作性能良好。
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