全液压单钢轮振动压路机压实机理研究

发布时间：2017-10-02 14:14

  本文关键词：全液压单钢轮振动压路机压实机理研究

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【摘要】：随着振动压实技术的不断发展,人们对压实作业效果、舒适性和可靠性提出了更高的要求,影响这些性能的关键因素在于振动参数的合理取值问题,整个压实作业是机器与作业介质相互耦合过程,也是一个复杂的物理力学过程,为深入研究压实本质,本课题以机器-土壤系统为研究对象,以其相互作用为基本出发点,通过理论分析、仿真分析和试验研究相结合的方法,探讨振动参数和压实效果的动态变化规律。分析了土壤压实特点,土壤在滞性阶段、弹塑性阶段和弹性阶段,其变形过程是不同的,土壤密实主要在于塑性变形,因此本文从土壤结构上考虑,提出能量观点,综合考虑振动传递率和土壤吸收功率作为衡量压实效果的指标。探讨了振动参数对作业介质的敏感特性:压路机工作振幅受被压材料的影响而呈现一定的规律性,根据建立的数学模型,定量的分析了振幅与作业介质间、机架和振动轮间的相位差以及振动频率与行走系统载荷间的的关系式,分析了工作振幅和名义振幅的数量关系以及名义振幅的幅频特性,并与现场试验结果进行对比分析,验证数学模型的合理性。通过建立六自由度的完整“机-土”动力学模型,结合状态空间方法,利用MATLAB/Simulink进行了仿真分析。分析了摆振和跳振特性,摆振不仅受机器结构的影响,并且随作业介质变化和频率变化呈现一定的规律性,从静位移和有效作用力两个角度分析了跳振的成因,并提出了减少跳振的措施。论文综合考虑振动传递率和土壤吸收功率,建立双目标非线性优化模型,利用MATLAB编写M文件对压路机关键技术参数振幅、频率和上下车质量比进行了仿真优化,对比了优化结果,结果表明:优化结果合理,为单钢轮压路机参数设计提供了一定的理论指导意义和实践价值,并对比分析了振动参数(振动频率和上下车质量比)和土壤参数对振动传递率和土壤吸收功率的影响规律。
【关键词】：单钢轮振动压路机 土壤压实 振动参数 压实效果 影响因素 仿真 试验研究
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U415.521
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 研究现状和趋势11-14
• 1.2.1 压路机发展过程11-12
• 1.2.2 压路机动力学模型研究概况12
• 1.2.3 振动压实技术12-13
• 1.2.4 压路机发展趋势13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 研究方法15-18
• 1.4.1 理论分析、仿真和试验分析相结合的方法15
• 1.4.2 研究所用软件15-18
• 第二章 土壤特性及土壤压实18-28
• 2.1 土壤组成及分类18-20
• 2.1.1 土壤组成18
• 2.1.2 土壤的工程分类18-20
• 2.2 土壤的物理力学指标20-23
• 2.2.1 土壤的物理特性21-22
• 2.2.2 土壤的力学特性22-23
• 2.3 土壤压实简介23-26
• 2.3.1 土壤压实的学说23-24
• 2.3.2 土壤压实的特点24-25
• 2.3.3 土壤压实效果探究25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 第三章 振动参数对作业介质的敏感性28-42
• 3.1 压路机振动参数28-29
• 3.1.1 压路机振幅28
• 3.1.2 压路机频率28-29
• 3.2 振动参数数学模型的建立29-31
• 3.3 压路机振幅的探讨31-38
• 3.3.1 压路机名义振幅的分析31-34
• 3.3.2 压路机工作振幅的研究34-38
• 3.4 压路机相位差的探讨38-39
• 3.5 压路机振动频率的探讨39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章“机-土”动力学模型的建立与仿真分析42-58
• 4.1“机-土”动力学模型建立的意义42
• 4.2 经典动力学模型简介42-43
• 4.3 动力学模型的建立43-51
• 4.3.1 动力学模型的验证仿真分析46-48
• 4.3.2 压实材料对压路机摆振特性影响的分析48-51
• 4.4 压路机“跳振”探讨51-56
• 4.4.1 跳振条件51-53
• 4.4.2 跳振的影响因素探究53-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 压路机关键技术参数的优化58-70
• 5.1 参数优化58-60
• 5.1.1 机械优化设计概述58
• 5.1.2 机械优化设计的一般过程58-59
• 5.1.3 压路机关键技术参数优化的意义59-60
• 5.2 压实参数的特点[68-69]60-61
• 5.2.1 振幅60
• 5.2.2 振动频率60-61
• 5.2.3 上下车质量比61
• 5.3 数学模型的建立和求解61-64
• 5.3.1 数学模型61-63
• 5.3.2 数学模型的求解63-64
• 5.4 振动传递率和土壤吸收功率的对比分析64-67
• 5.4.1 土壤参数的影响64-66
• 5.4.2 振动参数的影响66-67
• 5.5 本章小结67-70
• 第六章 压路机关键技术参数的试验研究70-80
• 6.1 试验样机和测试环境70-72
• 6.1.1 试验样机特点70-71
• 6.1.2 试验测试环境71-72
• 6.2 试验内容及试验仪器72-74
• 6.2.1 试验标准72
• 6.2.2 试验内容72-73
• 6.2.3 测试仪器73-74
• 6.3 测试结果分析74-78
• 6.3.1 压路机悬空振动试验结果74-75
• 6.3.2 压路机在土壤上测试结果75-78
• 6.4 本章小结78-80
• 结论与展望80-82
• 一、研究结论80-81
• 二、展望81-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果86-88
• 一、发表论文86
• 二、申请专利86-88
• 致谢88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：960034