振动压路机-土体系统动力学模型及参数研究

建立振动压路机-土体振动系统—二自由度动力学模型,用以研究压实工作中土体参数的变化与振动压路机压实效果的关系。对动力学模型进行求解,计算出土体在振动压路机压实过程中的振动轮瞬时位移和振动频率的解,并且利用SIMULINK软件对系统动力学模型进行仿真试验,仿真结果验证了本文所建立的动力学模型的合理性。在现场进行压实度检测试验,采集数据得到激振频率、振幅和土体参数对振动压路机压实效果的影响规律,分析了振动压路机压实工作参数的取值范围,以及土体参数的变化对压实度的影响,以便指导施工过程中振动压路机振动参数的选择科学合理,提高工作效率和工作舒适度。     

双频振动在振动压实中的应用及试验研究

针对当前单频振动压实机械的压实性能不足现象,提出了一种基于双频合成技术的双频振动压实机械,建立了该机械的动力学的模型。经过试验研究,得出双频振动压实优于单频振动压实,以及相位角选择在(-300,300)对深层压实效果较好,两激振频率比选择为3:2,即高频为33.98 Hz,低频为22.44 Hz时,压实效果较好的结论。并给出了在设计双频振动压路机时,频率、振幅、相位角等影响压实重要参数的合理选择。     

振动压路机加载阶段机械阻抗分析

为了探索振动压路机在压实过程中的动力学特性,本文运用机械阻抗法对振动压路机－路基土壤系统的数学模型进行了分析．采用导纳伯德图可方便地识别系统的质量、刚度、阻尼、共振频率等参数,可进一步完善系统的数学模型,为压实度连续检测仪器的开发提供理论基础．     

基于集中参数模型的垂直振动压路机动力学分析

考虑土体表面的不平顺,针对压实过程末期的振动压路机,建立了压路机-土系统的二维线性动力学模型,分析了机架与振动轮的响应,针对某型压路机讨论了系统参数对压路机动力学行为的影响。研究表明,为了在保证驾驶舒适度的前提下产生更好的压实效果,应选择接近二阶固有频率的激振力;在一定条件下,地表激励有可能对系统响应产生显著影响,应将地表激励的频率控制在合理范围;对于未发生跳振的常规工况,可以忽略地表激励对压路机动力学行为的影响。     

振荡压实机动力学模型的建立及幅频特性研究

在确立了振荡压实动力学模型的基础上,对振荡压实过程中压路机的幅频特性进行了大量现场试验,提出了动力学模型中被碾压材料的刚度和阻尼的动态识别方法.通过对动力学模型的计算机仿真试验来模拟实际试验曲线,对不同的刚度和阻尼用试凑法求取拟合曲线,从而可确定出刚度和阻尼数值.研究结果表明,实际幅频特性的变化趋势凸显了振荡轮与热沥青混合料相互作用理论模型中二个自由度系统的特征,利用动态识别方法所确定的刚度和阻尼与压实过程中被碾压材料的实际变化趋势相近.     

双钢轮压路机的非线性建模及其传动干扰分析

根据双钢轮振动压路机的整机结构特点和双激振工作特性,充分考虑前后随振土对压实系统的非线性振动耦合,建立了7自由度动力学跳振模型,基于周期内连耦—脱耦—再连耦的分解思路,以YZC12型压路机为算例,分析在平稳接触、轻微碰撞和强烈碰撞3种不同压实工况下系统的非线性振动响应.结果表明,前后轮跳振产生的运动偏移量是产生传动干扰的主要原因,随着代表不同密实度的压实进程土壤参数变化,系统时域波形出现简谐波式畸变,一阶、二阶和四阶频谱出现分数倍亚谐波和高次超谐波非线性响应直至进入混沌,同时行驶速度主要影响前后随振土的力学参数,进而影响前后轮的运动差异.通过主动控制机架与振动轮的一级减振系统参数可以明显弱化系统的非线性振动响应和前后轮的压实传动干扰.     

振动压路机工作参数对压实度影响研究

通过正交试验研究在压实检测中振动压路机工作参数的变化与压实度的关系。试验证明,随着振动压路机的振幅、振动频率和碾压遍数的增加,压实度也会增加,压实效果趋好;振动压路机碾压速度的增加,压实度下降,压实效果变差。针对振动压路机工作参数的变化规律,得出振动压路机最佳工作参数:振幅一般选1.4～2.0mm;振动频率在27～33Hz之间且要略高于土体的自然振动频率;振动压路机的碾压速度选择,最好在3～5km/h之间。     

沥青路面摊铺碾压过程能耗模型与节能技术

为改善沥青路面施工过程能耗高的问题，采用振动压路机进行沥青混合料压实试验，得到了混合料压实度与碾压遍数之间关系；采用摊铺机进行混合料摊铺试验，得到了混合料摊铺压实度与振动频率之间关系；基于以上研究，建立了压路机数量计算模型、摊铺机作业功率计算模型和压路机作业功率计算模型，进而建立了与摊铺压实度相关的摊铺碾压总体能耗计算模型。进行模型分析表明，通过调节摊铺机的振动频率，可以得到高密实混合料摊铺层，此时摊铺机的功率消耗增加很小，但是可以大幅减少压路机的碾压工作量，显著降低摊铺碾压过程的总体能耗。通过实体工程试验，结果表明：采用所提出的摊铺碾压节能技术，将摊铺机的振动频率从10 Hz提高到35 Hz,可将混合料的摊铺压实度从0.800提高到0.901,摊铺压实作业过程设备的总能耗可降低30.4%,具有显著的节能减排效果。     

压实度连续检测系统信号处理的探讨

提出了振动压路机压实度连续检测系统的工作原理，据此开发出了检测仪器，并通过试验结果验证了基本理论的正确，随后，分析了其信号处理的优缺点，通过对振动压路机工况的分析，提出了基波加二次谐波标定、选择加速度信号为零时的变化率标定两种方案，以此提高系统的分辨率，在此基础上，通过信息反馈，控制振动压路机两个偏心轴的相对位置，可将压实度连续检测系统发展为振动压实智能控制系统。     

压实能量与室内振动压实机械参数关系研究

室内振动压实机械参数对道路材料压实效果有直接影响,开展压实能量与室内振动压实机械参数关系研究对制定合理压实方法有重要意义。文章对水泥稳定碎石进行了室内压实试验,结合机械—土弹跳模型计算振动压实能量,阐明了机械参数变化过程中振动压实能量和激振力的变化规律,分析了压实密度与压实机能量的关系以及机械参数对压实能量的影响。结果表明:振动能量可以较好的反映压实能力,振动压实能量宜大于30 J;压实能量随振动频率和激振力的增大而先增大后减小,偏心角增大导致最大振动压实能量降低而最佳激振力不变,偏心块夹角应小于90°,当偏心块夹角增大时,需提高振动频率和减少配重,振动频率范围为24~32 Hz;压实机械的激振力随频率的提高而增大,激振力5000~7000 N为最佳范围。     

压路机安全驾驶室ROPS非线性数值模拟与试验

研制了压路机安全驾驶室式翻车保护结构,针对该翻车保护结构前后安装点存在高度差的特点,通过极限承载试验和有限元计算改进了减振装置和后立柱结构。给出了压路机翻车保护结构塑性大变形数值计算方法,并应用弹塑性大变形有限元方法对该压路机的安全驾驶室翻车保护进行了数值模拟和侧向加载、垂直加载及其纵向加载的实验室试验。二者结果对比表明:作者研制的压路机安全驾驶室侧向、垂直和纵向加载工况的保护特性均可满足国际标准ISO3471的要求,数值模拟结果与试验结果基本一致。     

土石路堤压实质量控制与碾压动力响应模拟分析

以国道丹阿公路省界（珲春）至东宁段改扩建工程为依托,选取具有代表性的土石混填路堤施工路段,研究得到不同松铺厚度、不同碾压遍数下土石路堤变形与压实特性,采用沉降差控制指标确定以强、中风化凝灰岩为主要填料的土石路堤压实现场施工工艺;同时采用便携式落锤弯沉仪（PFWD）对土石路堤动回弹模量E_vd进行检测,将每遍碾压后土石路堤的E_vd值与沉降差做线性拟合,拟合后的相关系数都在0.86以上,说明E_vd值与沉降差有良好的线性相关性;并运用有限元理论建立土石路堤三维数值模型,进行振动荷载作用下路堤动力响应分析,分析了振动压路机对路基的压实效果及影响深度,发现竖向动应力沿深度方向衰减速度有先快后慢的趋势,32 t压路机振动压实过程可对下压实填层有反复补强压实作用,通过方差分析得到压路机振动频率因素对土石混填路堤振动压实影响的显著程度大于振幅激振力因素。     

双钢轮振动压路机混合动力系统仿真

为了在保证双钢轮振动压路机压实质量的前提下合理匹配整机功率,根据压路机循环作业的负荷特性,提出了双钢轮振动压路机的并联混合动力系统方案及控制策略。以某双钢轮振动压路机混合动力行走系统为例,采用AMESim和ADAMS联合仿真方法分析了从高速起步到停车制动的一个载荷循环过程。仿真结果表明:起步和制动过程发动机转速波动范围比原系统减小一半以上;稳定压实过程行走速度稳定;发动机的输出转矩被限制在150N.m以内,制动能量得到有效回收;循环过程实现了电池荷电的维持。与原系统相比,本文并联混合动力系统在保证压实质量的前提下,整机功率匹配更合理,功率利用率更高。     

辊筒的现场动平衡技术

在分析了造纸设备辊筒运行过程中动不平衡因素及辊筒现场动平衡原理的基础上，提出了实现辊筒现场动平衡的具体方法和步骤，实践证明该方法能够校正由于装配条件、工作温度、应力变形等现场因素引起的动不平衡．     

装甲车辆液压油性能评价方法研究

在我军装甲车辆的常规维修中,传统的装甲车辆液压油性能评价方法对更换液压油指导作用不强,需建立新的液压油性能的模糊综合评价数学模型。在新建模型中,选用液压油常用的粘度、酸值、机械杂质含量和含水量四项指标进行实验。结果表明,该方法是可行的,并有应用价值。     

大型三辊卷板机机架的强度与刚度分析

对一种新型大型三辊卷板机机架的强度和刚度特性进行有限元分析.建立了机架的板壳有限元模型和平面应力有限元模型,并将此两种模型进行比较,讨论了平面应力模型的可行性,为机架的结构优化设计奠定了基础.     

立式辊磨机的粉磨机理及实验研究

对立式辊磨机的粉磨特性进行了实验．其粉磨特性与加料量（即料层厚度）、加料粒度、磨辊压力、磨辊形状等参数关系密切．通过试验样机的粉磨实验，探讨了立式辊磨机用于超细粉碎的可行性．     

滚轮平盘牵引式无级变速器自适应变速机构动力学分析

无级变速器（CVT）是一种理想的机械传动方案,现代工业和车辆技术的发展,希望CVT的变速机构对于负载改变能够实现自动/自适应变速,本文针对典型的同轴移动类牵引式CVT—滚轮平盘牵引式CVT,提出了一种基于螺纹-弹簧力封闭的自适应变速机构,并对其进行动力学研究。首先,给出具有螺纹-弹簧式自适应变速机构的滚轮平盘牵引式CVT结构模型;然后,分别对该CVT进行了运动学分析并给出运动学参数计算模型,根据赫兹接触理论建立其牵引点接触模型,采用分离体分析法建立了其动力学模型;最后,重点分析了变速过程中滚轮与平盘之间侧滑力的变化规律,分析出滚轮自适应负载变化的变速运动规律,研究了弹簧刚度系数对变速过程的影响,并对自适应变速过程的滚轮偏移规律进行了仿真实验验证。结果表明：（1）自适应变速过程中,当侧滑率系数大于0.55时,侧滑力大小基本恒定;（2）自适应变速过程为一振动过程,且变速机构中弹簧的刚度系数和负载力矩会直接影响变速响应时间和变速稳定时滚轮侧滑量大小;（3）在同样大小的负载作用下,不同的初始负载条件会影响到变速振动的振幅,但对于变速稳定时滚轮的偏移量无较大影响;（4）自适应变速过程的滚轮偏移规律的仿真结果与计算结果趋势吻合,但变速稳定时间有明显区别,仿真结果更接近实际情况。     

梳棉机自调匀整智能控制

针对国内梳棉机生条质量不稳难题,提出了基于工控机RS485串行通信的高可靠性梳棉机两检两控自调匀整控制方案。针对剥棉规律复杂、难以精确建模的特点,设计了基于现场调试经验的小型实时专家控制器以改善长片段不匀率。利用机前短开环对生条短、中、长片段进一步全面调整,降低匀整死区,提高不匀率指标。现场试运行情况表明,该控制方案最小匀整片段<0.05m,5m条重不匀度CV<1%。实践证明,新提出的两检两控智能型控制策略,解决了国内梳棉机不同班次、不同机台之间重量偏差较大的难题,提高了梳棉机性能。     

Effect of geogrid reinforcement on soft and medium dense soils

The field tests were carried out to examine the reinforcement effect of a geogrid on various conditions of embankment height, the number of passages of vibratory roller, the number of reinforced layer of geogrid, and soil properties. The test results of the dynamic earth pressure indicate that the soil reinforced by geogrid is very effective to increase the stiffness of soil, especially in soft soil. The dynamic earth pressure ratio, which is defined as the ratio of dynamic earth pressure to self weight of soils, exponentially decreases as the embankment height increases. The dynamic earth pressure ratio increases up to 80% for soft soils reinforced by both one layer of geogrid in place of no reinforced soils and two layers in place of a single layer of geogrid.