旋挖鉆機鉆桅結構力學特性分析及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、旋挖鉆機是一種取土成孔灌注樁施工機械裝備，憑借其鉆進效率高、成孔質量好、自動化程度高和環(huán)境污染小等優(yōu)點，已廣泛應用于各類大型交通工程建筑及工民建領域，并在國內外的樁基礎施工工程中占領了主力地位。鉆桅是旋挖鉆機的重要受力部件，對作業(yè)質量和整機穩(wěn)定性起著至關重要的作用，因此對鉆桅進行力學特性分析和優(yōu)化設計顯得尤為重要。
　　本文首先介紹了國內外的旋挖鉆機概況，通過分析旋挖鉆機和鉆桅的結構和工作原理，引出了本文的研究內容和研究意義。結合

2、鉆桅的工作特點，找到鉆桅工作的典型工況，并對鉆桅在典型工況下進行了力學分析，計算出各個關鍵點的受力。利用三維造型軟件Solidworks建立鉆桅的模型并利用有限元分析軟件ANSYSWorkbench建立鉆桅的有限元模型，對鉆桅在典型工況下進行了靜強度、剛度分析，得到了鉆桅的應力、應變情況，發(fā)現(xiàn)其薄弱區(qū)域和過剩部位，為進一步優(yōu)化和改進鉆桅結構提供依據(jù)。通過現(xiàn)場實驗，實驗結果表明測量值和計算分析數(shù)據(jù)相吻合，驗證理論分析以及仿真模型的正確性與

3、有效性；同時對鉆桅進行了屈曲穩(wěn)定性分析，得到了鉆桅的前六階穩(wěn)定性系數(shù)和屈曲模態(tài)，仿真表明鉆桅結構滿足穩(wěn)定性要求；接著對鉆桅進行了模態(tài)分析，得到了前六階的頻率和振型，為結構的動態(tài)特性預測及優(yōu)化設計提供了基礎。
　　最后結合有限元分析的結果，以鉆桅結構的自重作為目標函數(shù)，利用ANSYSWorkbench的優(yōu)化模塊，通過參數(shù)化建模，對鉆桅的結構參數(shù)進行了優(yōu)化，緊接著對優(yōu)化后的鉆桅進行了強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性及模態(tài)分析，結果表明，優(yōu)化后的