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全液压双驱单钢轮振动压路机压实质量影响因素研究
| 论文题名： | 全液压双驱单钢轮振动压路机压实质量影响因素研究 |
| 关键词： | 单钢轮振动压路机;土壤压实质量;联合仿真;抗剪强度 |
| 摘要： | 全液压双驱单钢轮振动压路机作为压实土壤的主导设备,主要用来压实底基层和基层。经验表明,底基层和基层的压实度对于公路的承载能力和使用寿命有着非常大的影响。基层密实度每提高1％,基础承载能力就提高10%。单钢轮振动压路机主要靠其振动轮对土壤进行振动压实,因此研究振动轮与土壤之间的相互作用是提高其压实能力的关键。 论文在理论分析和试验研究的基础上,通过计算机仿真的方法对振动轮与土壤之间相互作用进行研究,并分析了全液压双驱单钢轮振动压路机的性能参数及作业参数对土壤压实的影响。 分析土壤的压实机理发现,表层土壤因随振动轮一起振动而使得其抗剪强度降低,颗粒的惯性力对颗粒运动起到很大促进作用。深层土壤没有随振动轮振动,克服其抗剪强度的外力主要由振动轮传递给土壤的有效作用力和表层随振土体的惯性力来提供。为此本文以振动轮传递给土壤的有效作用力作为土壤压实度的优化指标。 论文在理论上分析了振动轮传递给土壤的有效作用力的组成,并由此出发对某国产20t全液压双驱单钢轮压路机进行土壤压实试验,发现振动轮与土壤组成的系统具有如下特性:振动轮和前机架的振动相位角约为180°;振动轮振动加速度和激振力之间的相位角小于90°,导致激振力和振动轮惯性力部分抵消,动态作用力峰值比静态作用力小;振动轮的振动加速度呈现一定的非线性,即向上的振动加速度峰值要大于向下的振动加速度峰值。 根据样机试验参数建立了样机的Adams与ANSYS的联合仿真模型,利用ANSYS中的DP模型建立了土壤的有限元文件,并与Adams中的机械模型进行耦合,建立了振动轮与土壤相互作用模型。基于此模型,论文分析了全液压双驱单钢轮振动压路机的质量分配、振动参数(振动频率、名义振幅、激振力)及钢轮减振器刚度等性能参数对土壤压实的影响规律,得出了各自合理的取值区间。然后分析了压实速度及作业档位等作业参数对土壤压实的影响,为合理选择作业参数做出了理论指导。 |
| 作者： | 王福亮 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 冯忠绪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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