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備，可以對深層的地基土質(zhì)進行加固和密實，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、濱海城市的擴建等高質(zhì)量要求的建筑項目，因此，振沖法及振沖器近年來在我國得到了廣泛的應用。但這項技術(shù)目前在我國仍處于

2、引進應用階段，要求我們國內(nèi)學者對振沖法和振沖器進行不斷的學習，創(chuàng)新和改進。這樣可以促進我國的建筑行業(yè)的快速發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實意義。本文中主要對振沖器的工作原理及動特性進行了深入的研究，分別從理論，計算機輔助設計(CAD)和試驗三部分進行了探索研究，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尖位移和壓實力，設計者可根據(jù)不同土質(zhì)設計不同的質(zhì)心位置。
　　 計算機輔助設計(CAD)方面，充分應用了虛擬樣機技術(shù)，對振沖器進行計算機三維實體模型設計，利用ANSYS有限元軟件進行了模態(tài)分析、諧響應分析;此外，目前振沖器工作過程中存在攪油現(xiàn)象，利用Fluent軟件進行了攪油過程的流體力學分析，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進行適當?shù)恼{(diào)整。流體分析發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)攪油功率為電機功率的23.6％，新型結(jié)構(gòu)為12％。
　　 試驗研究方面，分別從油液高度、攪油頻率對電機功率和振沖器工作溫度的影響等方面進行了試驗設計，加工出了攪油試驗臺，并通過試驗得出了一系列有用的結(jié)論。試