双钢轮振动压路机振幅不均匀性的试验研究

论文摘要

近年来,国产双钢轮振动压路机的产量大幅增长,但与国外同类机型的压实质量相比差异很大,在压实作业时,压实质量不高,路面不平整,有的压路机甚至出现跑偏现象,以至于我国的双钢轮振动压路机还不能在高等级公路中实现面层的压实作业。究其原因,振动轮(沿轮宽方向)左右两端振幅存在明显的差异是造成这一问题的主要原因之一。对国内一些双钢轮振动压路机的性能测试发现,我国的双钢轮振动压路机振动轮两端振幅存在较大的差异,有时超过20%,这必将严重影响双钢轮振动压路机的行驶性能和压实均匀性。为解决这一问题,对双钢轮振动压路机的结构与性能进行了分析。双钢轮振动压路机振动轮的结构是不对称的,振动轮的滚动及安装于振动轮之上的车架的支撑,驱动侧依靠的是轮边减速机,振动侧依靠的是框架轴承。但在计算质量、减振效果、沿钢轮轴线振幅均匀度等参数时,往往是按照“对称”考虑的。这必然造成实际与理论计算差距的不符,引起双钢轮振动压路机沿钢轮轴线振幅不均匀性较大。建立了钢轮的偏振模型,在模型中考虑了机架质心偏距、振动轮质心偏距、减振块刚度和阻尼对振动轮振幅不均性的影响。基于该模型,运用MATLAB程序语言进行仿真计算,分析了引起振动轮振幅不均匀的单因素与多因素影响时的偏振情况。得出的结论是:振动轮质心偏距、机架质心偏距、减振块刚度和阻尼对振动轮振幅的均匀性影响程度是依次递减的,影响因素同时出现时,振动轮沿轴线方向的振幅偏差会更大。为验证仿真分析的正确性,对国内某品牌11t级双钢轮振动压路机的振动效果进行了现场试验与分析,结果表明实测结果与仿真计算结果相近,证明了振动模型的正确性,为压路机的设计和使用提供了参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 压实技术
• 1.2.1 压实技术简介
• 1.2.2 振动压实技术
• 1.3 振动压路机
• 1.3.1 振动压路机的发展历史
• 1.3.2 国内振动压路机发展现状
• 1.4 振动压路机的发展趋势
• 1.5 本文主要内容和研究方法
• 第二章 双钢轮振动压路机特性
• 2.1 双钢轮压路机的性能特点
• 2.2 双钢轮振动压路机的结构特点
• 2.2.1 振动压路机激振器结构特点
• 2.2.2 振动压路机钢轮结构特点
• 2.3 双钢轮振动压路机应用
• 2.3.1 沥青路面的压实
• 2.3.2 碾压离析
• 2.4 本章小结
• 第三章 振动轮动力学模型
• 3.1 研究系统动力学模型的意义
• 3.2 经典动力学模型介绍
• 3.2.1 名义振幅动力学模型介绍
• 3.2.2 经典动力学模型
• 3.2.3 分阶段“机—土”系统动力学模型
• 3.2.4 四自由度动力学模型
• 3.3 双钢轮振动压路机振动轮模型
• 3.3.1 模型建立的基本假设
• 3.3.2 四个自由度钢轮振动模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于模型的仿真及分析
• 4.1 仿真软件介绍
• 4.2 模型参数的确定
• 4.2.1 上、下车质量和减振器刚度、阻尼的确定
• 4.2.2 动力学模型的校验
• 4.3 振动轮动态特性的仿真分析
• 4.3.1 机架质心偏距e1 对振动轮振幅不均匀的影响
• 4.3.2 振动轮质心偏距e2 对振动轮振幅不均匀的影响
• 4.3.3 减振块刚度K 对振动轮两侧振幅的影响
• 4.3.4 减振块阻尼C 对振动轮两侧振幅的影响
• 4.4 多因素分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 振动试验分析
• 5.1 11T 级振动压路机振动试验
• 5.1.1 试验方案
• 5.1.2 试验仪器
• 5.2 试验内容及方法
• 5.2.1 试验目的
• 5.2.2 试验方法
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢