便携式液压打桩机关键技术研究

发布时间：2017-05-28 17:01

  本文关键词：便携式液压打桩机关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对目前现有打桩设备作业效率低、维修成本高、维护时间长、价格昂贵等缺陷,研发一种便携式液压打桩机。便携式液压打桩机是具有快速、高效,便于运输及应用广泛等特点的沉桩设备。主要用于防汛抢险、高速公路及铁路护栏建设等工程领域的打桩作业。本文首先对便携式液压打桩机总体方案进行设计研究。便携式液压打桩机主要由液压泵站、主机锤体、高压油管及控制系统组成。其工作原理是:通过液压泵站供油,使夹紧油缸将桩体与主机夹紧,再通过液压泵站给主机垂体供油,使液压锤上下高频振动,冲击砧板,从而实现打桩作业。其次研究分析冲击振动打桩机理。分析土壤结构在打桩过程中的变化以及土壤产生“液化”现象的原因。根据土壤液化条件,设计便携式液压打桩机以达到快速、高效完成打桩作业的要求。第三,根据不同模块,确立了便携式液压打桩机模型,并对其关键部分,即主机锤体,建立动力学模型。根据建立的多自由度的动力学模型,得出动力学微分方程,对微分方程进行求解并就影响沉桩的关键参数(系统加速度、预制桩桩顶冲击力以及土壤阻力)进行计算分析。最后通过利用ANSYS软件对不同土壤条件下沉桩效果进行有限元设计分析,并对不同作业环境打桩机的效率进行计算分析。通过选取桩锤锤击桩体的瞬时进行仿真分析,研究了木质桩、钢管桩、混凝土桩在不同土壤条件下,受到冲击作用力瞬态时,桩体内的应力与时间的变化关系及预制桩的位移与时间的变化关系。从而计算分析便携式液压打桩机效率问题。本文主要对便携式液压打桩机的关键技术进行研究讨论,该成果的成功研究,为进一步研发便携式液压打桩机产品样机奠定良好的理论基础。
【关键词】：便携式液压打桩机 冲击振动打桩机理 动力学 系统效率
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU67
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTACT5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 冲击碰撞机械系统的研究概况11-12
• 1.3 打桩机的国内外应用研究概况12-18
• 1.4 论文主要研究内容18
• 1.5 论文的研究目的及意义18-19
• 1.5.1 论文的研究目的18-19
• 1.5.2 论文的研究意义19
• 1.6 本章小结19-20
• 2 便携式液压打桩机总体方案研究20-28
• 2.1 便携式液压打桩机结构组成20-23
• 2.1.1 主机结构20-21
• 2.1.2 液压泵站的功能及选用21-23
• 2.2 便携式液压打桩机工作原理23-24
• 2.3 便携式液压打桩机特点24-26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 便携式液压打桩机沉桩机理研究分析28-36
• 3.1 振动沉桩施工发展概况28-30
• 3.1.1 冲击振动沉桩机研究概况28-29
• 3.1.2 沉桩施工方法29-30
• 3.2 土的振动液化机理30-32
• 3.3 冲击振动打桩时土的应力—应变关系32-33
• 3.4 冲击振动打桩机理33-34
• 3.5 本章小结34-36
• 4 便携式液压打桩机动力学模型建立及其主要参数研究36-50
• 4.1 冲击振动打桩模型的方案选择36-39
• 4.2 液压打桩机动力学模型建立39-41
• 4.3 影响振动打桩机主要参数的计算分析41-49
• 4.3.1 动力学模型的求解41-42
• 4.3.2 动力学系统加速度的分析42-43
• 4.3.3 便携式液压打桩机冲击机构桩顶冲击力计算43-47
• 4.3.4 土壤阻力对便携式液压打桩机沉桩的影响47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 5 便携式液压打桩机沉桩效果有限元计算分析50-70
• 5.1 ANSYS/LS-DYNA基础知识介绍50
• 5.1.1 LD-DYNA软件介绍50
• 5.1.2 ANSYS/LS—DYNA功能介绍50
• 5.2 基于木质桩的沉桩效果有限元分析50-61
• 5.2.1 工程用木质桩工况分析50-51
• 5.2.2 打桩机构的各种材料属性51-52
• 5.2.3 有限元模型及求解52-57
• 5.2.4 结果后处理及分析57-60
• 5.2.5 基于木质桩沉桩效率分析60-61
• 5.3 基于钢管桩的沉桩效果有限元分析61-65
• 5.3.1 工程用钢管桩工况分析61
• 5.3.2 有限元模型建立及求解61-63
• 5.3.3 结果后处理及分析63-65
• 5.3.4 基于钢管桩沉桩效率分析65
• 5.4 基于混凝土桩的沉桩效果有限元分析65-69
• 5.4.1 建筑用混凝土桩工况分析66
• 5.4.2 有限元模型建立及求解66-67
• 5.4.3 结果后处理及分析67-69
• 5.4.4 基于混凝土桩沉桩效率分析69
• 5.5 本章小结69-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 结论70
• 6.2 展望70-72
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-78

【参考文献】

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1 文泽军;王进;杨书仪;罗纯知;郭光明;;水压式打桩机冲击器液压系统建模与仿真分析[J];中国机械工程;2013年13期

  本文关键词：便携式液压打桩机关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：403029