新型水泥土复合桩成型机的研制与开发

论文摘要

本课题研制的新型多功能水泥土复合桩成型机是一种新型的复合桩施工的专用机械,它的施工效率高,成桩质量好,成本低,能够一机多用,是一种具有良好发展前景的桩工机械。 本文完成了新型多功能水泥土复合桩成型机的总体方案设计及其关键零部件设计,在研制中采用了先进的设计方法,利用Pro/E进行了虚拟设计和装配,提高了设计效率,减少了出错的机率;利用ADAMS建立了虚拟样机模型,分析了真实工程条件下的工作特性,为样机的设计制造提供了可靠的依据;应用有限元分析理论对关键零部件进行了分析,提出了改进的方案,提高了设计的可靠性。 研究表明,本机是个成功的设计,适用于软土地基的桩基础处理,有着广泛的应用前景,具有良好的普遍性和实用性,将对桩工机械发展起到一定的推动作用。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 建筑施工中的桩基础工程
• 1.1.1 常用的几种桩基础工程
• 1.1.2 水泥土复合桩的发展和特点
• 1.2 水泥土复合桩的施工工艺和存在的问题
• 1.2.1 一般水泥土复合桩的施工工艺
• 1.2.2 水泥土复合桩的施工工艺存在的问题
• 1.3 新型水泥土复合桩的施工工艺和特点
• 1.4 本课题的主要任务
• 1.5 本文主要完成的研制任务和创新点
• 1.5.1 新型复合桩施工试验样机的总体设计
• 1.5.2 新型复合桩施工试验样机机械设计和制造
• 1.5.3 现代设计方法在试验样机中的应用
• 1.6 本章小结
• 第2章 新型复合桩成型机的总体设计及关键部件设计
• 2.1 新型水泥土复合桩机施工的基本过程
• 2.1.1 新型水泥土复合桩的施工过程
• 2.1.2 基本技术参数
• 2.1.3 其它桩型的施工过程
• 2.2 样机研制的基本路线
• 2.2.1 总体方案与结构初步设计
• 2.2.2 利用现代设计方法，减少设计成本，提高了设计的可靠性
• 2.2.3 完成复合桩成型机主要部件的结构设计
• 2.2.4 样机的试验与测试
• 2.2.5 样机研制的技术路线
• 2.3 总体设计的基本要求
• 2.4 新型复合桩成型机总体方案设计背景分析
• 2.5 新型复合桩成型机的总体设计
• 2.6 本机主要部件的设计
• 2.6.1 水泥土搅拌装置
• 2.6.2 桩芯成型机构:取土装置
• 2.6.3 一机多用部件:多功能转换接头
• 2.6.4 整机的控制部分:电控系统
• 2.7 本章小结
• 第3章 虚拟设计及虚拟样机的应用
• 3.1 前言
• 3.2 虚拟设计
• 3.2.1 复合桩成型机的基本结构及工作原理
• 3.2.2 零部件建模
• 3.2.3 总体装配
• 3.2.4 干涉检查
• 3.3 完善的Pro/E与ADAMS接口技术
• 3.3.1 模型传递前的调整
• 3.3.2 模型传递后的修正
• 3.4 采用ADAMS进行整机系统的运动学与动力学的仿真
• 3.4.1 ADAMS软件功能
• 3.4.2 整机仿真计算流程
• 3.4.3 整机及零部件的受力分析
• 3.4.4 模型处理
• 3.4.5 运动、约束、载荷和动力设置
• 3.4.6 仿真数据结果分析
• 3.4.7 结论
• 3.5 本章小结
• 第4章 关键零部件的有限元分析
• 4.1 前言
• 4.2 ANSYS的分析流程
• 4.3 部件进行有限元分析的必要性
• 4.3.1 搅拌杆分析的必要性
• 4.3.2 桩架有限元分析的必要性
• 4.4 三维实体有限元模型的简化
• 4.5 有限元模型的建立
• 4.5.1 有限元分析单元的选择
• 4.5.2 有限元网格的划分
• 4.6 边界条件的处理
• 4.6.1 支承与约束
• 4.6.2 栽荷处理
• 4.7 三维实体有限元结构静力分析
• 4.8 结果分析
• 4.8.1 搅拌机构的有限元分析
• 4.8.2 桩架的有限元分析
• 4.9 结论
• 4.9.1 搅拌机构的结论
• 4.9.2 桩架的结论
• 4.10 本章小结
• 结果与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间发表的学术论文