作物喷雾器在专业农场管理中起着至关重要的作用。农民和农业承包商依靠这种设备在数百英亩的土地上按需均匀地施用精确数量的营养物质和保护剂——尽管这并不像听起来那么容易。

化学物质从大罐中被泵入横跨多排作物的宽围栅旁的微型喷嘴。水箱可以容纳数千升的液体，油栅可以有好几米长。此外，操作人员必须在作物排的末端操纵急转弯，大的凸起会导致设备出现疲劳裂纹，小的反弹可能导致不均匀或斑点状的喷雾。

总部位于荷兰的爱科集团(AGCO Corp.)数十年来一直在生产农作物喷雾器。2014年，公司工程师决定重新设计AGCO最新的自行喷雾器:挑战者RoGator 600系列。

“我们从欧洲各地的大型农民和承包商那里听到的是，平稳的行驶对喷雾性能至关重要。速度和臂架范围(也很重要)，”AGCO喷雾器工程经理Joris Hiddema解释说。“我们意识到，只是修改旧设计是行不通的。我们需要非常规的设计方法。”

挑战者RoGator的时速可达30公里，吊杆长度为36米。它的特点是悬臂悬挂系统与全钢中心框架和悬臂桁架梁制成的管状铝，以节省重量。

Hiddema解释说:“我们与西门子PLM软件的学习管理系统(LMS)专家合作，调整每个弹簧阻尼器副，以理想地处理极端水平、垂直和偏航臂运动。”“该项目需要对臂架悬挂以及所有车辆动力学进行详细评估。这对吊杆的稳定性至关重要。”

LMS工程(LMSE)团队提取了悬臂臂、中心框架和摆悬挂的尺寸和质量。接下来，他们使用LMS Virtual。labmotion (VLM)软件建立了框架和摆的多体模型。该团队随后建立了悬臂臂的有限元模型，并进行了模态分析。

Hiddema说:“我们需要考虑拖拉机的振动，所以对整个车辆进行了建模，包括独立的车轮悬架、转向系统、驾驶室和所有的关节:球形、转动和圆柱形关节。”“质量和惯性性能是根据CAD数据计算的。轮胎用VLM模型表示，以确定轮胎引起的振动。钟摆悬挂的运动学检查了潜在的干扰，如关节锁紧。”

LMSE还进行了多体VLM仿真，以检查在不同速度和机动下的动臂响应。这个模拟提供了正确的信息来微调阻尼器和弹簧，并正确地定位组件。

为了准确构建喷雾器原型，使用LMS SCADAS移动硬件进行数据采集和LMS测试，测量了喷雾器的性能特征。用于数据分析的实验软件。所有水平、垂直和偏航位移均与多体动力学模拟的预测结果非常接近。

AGCO还高兴地发现，LMSE显著地将喷雾器分布模式的变异系数(CV)降低到5%左右。这一评分是基于德国朱利叶斯Kühn学院(Julius Kühn Institute)的系统，该机构认为简历分数在15至20之间是可以接受的，低于10则是例外。

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