振沖器動特性及新型低功率結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、振沖器是振沖法改良地基的主要設(shè)備，可以對深層的地基土質(zhì)進(jìn)行加固和密實(shí)，特別對顆粒性土質(zhì)和粘性土質(zhì)有很好的改良作用。我國幅員遼闊，土質(zhì)類型眾多，隨著近年來建筑行業(yè)的快速發(fā)展，復(fù)雜的土壤條件和高質(zhì)量要求的建筑物對地基加固方法提出了更高的要求，例如由細(xì)沙和沙礫組成的河床、土質(zhì)不穩(wěn)定的沼澤地及粘性土壤等不良土壤和跨海大橋的橋墩基礎(chǔ)、濱海城市的擴(kuò)建等高質(zhì)量要求的建筑項(xiàng)目，因此，振沖法及振沖器近年來在我國得到了廣泛的應(yīng)用。但這項(xiàng)技術(shù)目前在我國仍處于

2、引進(jìn)應(yīng)用階段，要求我們國內(nèi)學(xué)者對振沖法和振沖器進(jìn)行不斷的學(xué)習(xí)，創(chuàng)新和改進(jìn)。這樣可以促進(jìn)我國的建筑行業(yè)的快速發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文中主要對振沖器的工作原理及動特性進(jìn)行了深入的研究，分別從理論，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和試驗(yàn)三部分進(jìn)行了探索研究，得出了一系列有用的結(jié)論。
　　 理論方面，通過對工作原理和力學(xué)的分析，找到了影響振沖器性能的主要因素，并根據(jù)分析提出了新型結(jié)構(gòu)。新型結(jié)構(gòu)可以有效地改善振沖器工作過程中的能量分布，增加

3、頂尖的位移和壓實(shí)力，改善振沖器的工作性能。此外，理論分析發(fā)現(xiàn)，質(zhì)心位置會明顯影響振沖器項(xiàng)尖位移和壓實(shí)力，設(shè)計(jì)者可根據(jù)不同土質(zhì)設(shè)計(jì)不同的質(zhì)心位置。
　　 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)方面，充分應(yīng)用了虛擬樣機(jī)技術(shù)，對振沖器進(jìn)行計(jì)算機(jī)三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)，利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行了模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析;此外，目前振沖器工作過程中存在攪油現(xiàn)象，利用Fluent軟件進(jìn)行了攪油過程的流體力學(xué)分析，得出了傳統(tǒng)與新型結(jié)構(gòu)的攪油特性。通過諧響應(yīng)分析，

4、發(fā)現(xiàn)新型結(jié)構(gòu)的頂尖位移從16.3mm增加到20.5mm，隨質(zhì)心的提升，頂尖的位移會增加，但壓實(shí)力會減小。模態(tài)分析發(fā)現(xiàn)隨著頻率的增加，振沖器的振幅處于下降階段，可根據(jù)需求對工作頻率25.2Hz進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。流體分析發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)攪油功率為電機(jī)功率的23.6％，新型結(jié)構(gòu)為12％。
　　 試驗(yàn)研究方面，分別從油液高度、攪油頻率對電機(jī)功率和振沖器工作溫度的影響等方面進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì)，加工出了攪油試驗(yàn)臺，并通過試驗(yàn)得出了一系列有用的結(jié)論。試