ZYB600F型液压静力压桩机悬臂部件有限元分析与结构设计研究

论文摘要

在桩基施工设备中,液压静力压桩机以其噪声低、振动小、无污染等突出优点获得了广泛的应用。它是一种利用高压油产生强大的静压力,平稳、安静地将预制桩快速地压入地基的一种现代新型桩基础施工机械。随着工程实际要求的不断提高,静力压桩机的吨位也在不断增大,在工程实际应用中,液压静力压桩机的悬臂部件有时会出现严重变形或开裂现象。围绕这一工程技术问题,本文从理论分析和实际应用两方面开展了较全面的研究工作,主要研究工作如下:第一,剖析了液压静力压桩机在生产实际中可能出现的各种工况,为对悬臂部件做全面的受力分析打好了基础。第二,利用有限元分析方法,建立了悬臂部件受力的实体模型,并以此为基础对各种实际工况进行了计算机模拟。第三,基于上述第二方面的研究工作,我们得到了悬臂的受力特征,并首次引入了危险形变水平集({(x,y,z)∈R~3|E(x,y,z)≥δ})概念,以确定悬臂在各种工况条件下的所有可能开裂的部位。第四,在第三方面的研究工作的基础上,我们探讨了悬臂结构优化途径并提出悬臂结构改善的具体措施。最后,再利用有限元方法,对改进的悬臂结构进行强度校核并用电测法进行实验验证。上述研究成果对改善悬臂结构,提高液压静力压桩机的工作寿命,以及压桩机的实际设计与制造等提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 桩基础与桩工方法的现状及发展
• 1.1.1 桩基础的作用与发展
• 1.1.2 国内外桩工方法的研究现状及发展
• 1.2 液压静力压桩机的发展概况
• 1.2.1 液压静力压桩机的概述
• 1.2.2 液压静力压桩机的发展历史、现状及发展趋势
• 1.2.3 液压静力压桩机的分类与组成
• 1.3 课题的来源、任务和意义
• 1.3.1 课题的来源
• 1.3.2 课题的任务
• 1.3.3 课题的意义
• 第2章 液压静力压桩机工况分析及悬臂部件强度分析
• 2.1 液压静力压桩机工况分析
• 2.1.1 液压静力压桩机在实际工作中可能出现的工作情况
• 2.2 悬臂部件在各工况下的强度分析
• 2.2.1 工况1的强度分析
• 2.2.2 工况2的强度分析
• 2.2.3 工况3的强度分析
• 2.2.4 工况4的强度分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 悬臂部件强度有限元分析
• 3.1 COSMOS软件简介
• 3.1.1 COSMOS软件的特点
• 3.1.2 COSMOS软件的功能
• 3.2 悬臂部件在各工况下强度有限元分析
• 3.2.1 悬臂部件有限元模型基本单元的选择
• 3.2.2 有限元单元的力学理论
• 3.2.3 悬臂部件有限元实体模型的建立
• 3.2.4 悬臂部件有限元模型分析
• 3.2.5 有限元分析计算
• 3.3 悬臂部件危险部位的确定
• 3.4 本章小结
• 第4章 悬臂部件结构设计研究及强度分析
• 4.1 悬臂部件结构设计研究
• 4.1.1 悬臂部件应力分析比较
• 4.1.2 悬臂部件结构设计
• 4.2 悬臂部件结构改进后强度分析
• 4.2.1 工况1时悬臂部件强度分析
• 4.2.2 工况2时悬臂部件强度分析
• 4.2.3 工况3时悬臂部件强度分析
• 4.2.4 工况4时悬臂部件强度分析
• 4.3 悬臂部件结构改进前后应力比较
• 4.4 本章小结
• 第5章 应力测试与分析
• 5.1 实验的目的及实验原理
• 5.1.1 实验的目的
• 5.1.2 实验原理
• 5.2 实验仪器设备及数据的测试与分析处理
• 5.2.1 实验仪器设备
• 5.2.2 实验数据的测试
• 5.2.3 实验数据的分析处理
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果