1t快速液压夯实机关键结构有限元分析及其液压系统仿真.pdf

Key structure finite element analysis and simulation of hydraulic system for 1t high-speed hydraulic tampers A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Zhang Cheng Supervisor：Associate Prof. Si Guimao Chang’an University, Xi’an, China 摘 要 经过近20 年的使用，我国的高速公路已经进入维护阶段，大量的问题不断显现，主 要表现在两个方面：一是沥青路面早期损坏比较严重；二是桥台与路面结合部分路基的 不均匀沉降导致产生“桥台跳车”现象。造成这些问题的主要原因是地基压实度不足， 为了很好地解决这一工程难题，市场迫切需要一种适用性强、压实效果好、效率高的专 用压实机械。快速液压夯实机的研究由此产生。 1t 快速液压夯实机 （high-speed hydraulic tamper,简称HHT-1）具有夯击能量高，影响 深度大，转场方便等优点。它不仅能够竖直夯击地基，还可以用于斜面夯击。夯击能量 可以调节，能够满足不同地基的夯实需求，因此广泛的应用于基础建设行业。 本文分析了快速液压夯实机的国内外发展现状，在深入研究夯实机工作原理的基础 上对它的工作过程进行了动力学分析，得到了工作过程系统的位移、速度函数。运用波 动力学理论以能量传递最大为目标分析了夯击过程的合理波形及其对应的夯锤形状，为 夯锤与底座的设计提供了理论依据。接着，运用ANSYS 分析软件对夯锤与底座的冲击 过程进行了显式动力学分析，得到了冲击过程的应力峰值及应变量，并对其进行了等应 力幅下的疲劳强度校核。最后根据夯实机的工作原理设计了液压系统，并运用AMESim 软件对其进行了仿真分析，得到了夯锤的位移与速度曲线图及系统的活性指数，这些为 液压系统的简化奠定了基础。 关键词：快速液压夯实机；波动力学；ANSYS 分析；AMESim 仿真 I Abstract After nearly 20 years, the highways in our country have entered into the maintenance stage and a lot of problems have appeared continuously. It can be mainly manifested in two aspects, the first one is early damage of asphalt pavement is more serious; The second one is the phenomenon of “abutment jump car” has been leaded because of abutment part combined with the road subgrade uneven settlement. The main cause of these problems is that the compaction of foundation is insufficient. In order to solve the engineering problem, it urgently needs a kind of specified compact machinery which is strong applicability, good compaction and high efficiency. So the research of the high-speed hydraulic tamper is produced by this. 1t high-speed hydraul