打桩锤冲击过程中冲击应力和夯锤工作行程的分析计算

打桩锤冲击过程中冲击应力和夯锤工作行程的分析计算

一、桩锤撞击过程中冲击应力及夯锤工作行程的分析与计算(论文文献综述)

杜继芳[1](2019)在《强夯的振动传播规律及加固机理研究》文中指出强夯作为一种常用的地基加固方式,在各种大型建筑工程中广泛应用。但是目前对于强夯加固机理的理解尚不够深入,目前对于强夯的认识多集中于静态参数强夯前后的变化,对于强夯的动态过程研究较少。并且,对于强夯的加固范围的计算方法也大多停留在计算加固深度的一维状态,对于整体的加固范围没有较为有效的方法。本文依托973项目“山区支线机场高填方变形和稳定控制关键基础问题研究”,通过两个在建机场(北京新机场和承德机场),研究了强夯引起的振动在土石混合料和粉土地基中的传播规律,提出了对加固机理的新认识和可以计算加固范围的计算方法,主要研究内容如下:(1)针对三个不同的强夯能级(1000,1500,2000 k N·m),在北京新机场进行了粉土地基大型的现场试验,并对试验获得的夯锤振动加速度时程曲线、二维(竖直和水平方向)土体内部振动加速度和速度的传播过程以及夯坑的沉降规律等结果进行了分析。旁压试验和标贯试验说明,加固区域的土体整体属性都有了明显的改善,土体内部的振动规律的变化与夯坑沉降规律具有一致性,都表现出先增加后稳定的状态。当土体内部的振动加速度和速度超过一定值后,就会引起土体内部的颗粒密度增加,从而起到加固的效果;(2)强夯的加固机理可以解释为夯锤首先赋予夯坑内部土体以动量,将其压入周围土体,而后周围土体中的颗粒在相互之间动量的转化过程中,产生不可恢复的位移,可以称之为位移扩散原理;根据这一原理,利用夯坑的形状,对土体内部的沉降规律进行了数学模型描述,通过4组室内试验的验证,可以看出该数学模型可以有效的计算强夯内部的沉降规律;(3)通过承德机场的现场试验,利用3D扫描技术对夯坑的变形规律进行了建模,验证了沉降计算模型中关于夯坑的假设;通过测量填筑体内部的沉降规律,验证了该模型可以用于现场计算之中;在确定了加固范围的基础上,对模型中的参数进行了反演,得出了0.04 m的临界位移量,并利用该值与文献中的数据进行了对比,取得了一致的结果;(4)利用颗粒流软件对强夯的加固过程进行了数值模拟,从微观的角度分析了强夯过程中孔隙率及动态发展的规律,并比较了“重锤低落”和“轻锤高落”5中组合方式之间的振动规律;在强夯的作用下,孔隙率距离夯坑越远变化越小,在夯锤正下方的效果最好,侧方主要集中在34 m的范围;“重锤低落”产生振动的衰减速度要小于“轻锤高落”,因此,可以传播更远的距离,加固深度也更大。

张步恩[2](2016)在《便携式液压打桩机关键技术研究》文中进行了进一步梳理本文针对目前现有打桩设备作业效率低、维修成本高、维护时间长、价格昂贵等缺陷,研发一种便携式液压打桩机。便携式液压打桩机是具有快速、高效,便于运输及应用广泛等特点的沉桩设备。主要用于防汛抢险、高速公路及铁路护栏建设等工程领域的打桩作业。本文首先对便携式液压打桩机总体方案进行设计研究。便携式液压打桩机主要由液压泵站、主机锤体、高压油管及控制系统组成。其工作原理是:通过液压泵站供油,使夹紧油缸将桩体与主机夹紧,再通过液压泵站给主机垂体供油,使液压锤上下高频振动,冲击砧板,从而实现打桩作业。其次研究分析冲击振动打桩机理。分析土壤结构在打桩过程中的变化以及土壤产生“液化”现象的原因。根据土壤液化条件,设计便携式液压打桩机以达到快速、高效完成打桩作业的要求。第三,根据不同模块,确立了便携式液压打桩机模型,并对其关键部分,即主机锤体,建立动力学模型。根据建立的多自由度的动力学模型,得出动力学微分方程,对微分方程进行求解并就影响沉桩的关键参数(系统加速度、预制桩桩顶冲击力以及土壤阻力)进行计算分析。最后通过利用ANSYS软件对不同土壤条件下沉桩效果进行有限元设计分析,并对不同作业环境打桩机的效率进行计算分析。通过选取桩锤锤击桩体的瞬时进行仿真分析,研究了木质桩、钢管桩、混凝土桩在不同土壤条件下,受到冲击作用力瞬态时,桩体内的应力与时间的变化关系及预制桩的位移与时间的变化关系。从而计算分析便携式液压打桩机效率问题。本文主要对便携式液压打桩机的关键技术进行研究讨论,该成果的成功研究,为进一步研发便携式液压打桩机产品样机奠定良好的理论基础。

陈东华[3](2016)在《水下打桩锤冲击系统动力学分析及砧铁构型优化》文中提出目前打入式桩基础仍是海洋油气平台最可靠的基础形式。随着海洋油气平台日益趋于大型化,所使用桩的直径和长度不断变大。因此大冲击能量的水下打桩锤是海洋油气平台桩基施工中的关键装备。然而目前我国尚无一台可以投入实际使用的大冲击能量打桩锤,进口国外的设备不但价格高昂,而且设备的维护、技术支持难以保障,这直接影响了我国对海洋油气资源的开发,所以迫切需要研制大冲击能量水下打桩锤。本文在对水下液压打桩锤进行总体结构设计的基础上,主要对大冲击能量水下打桩锤的冲击系统进行研究,建立了冲击系统的轴对称动力学模型,提出了对其进行数值求解的方法,通过对数值仿真结果的分析,得出砧铁的构型参数对冲击系统动态性能的影响规律。建立了基于动态强度的砧铁构型优化模型,采用有效集优化算法获得了满足强度要求的最优构型参数。通过水下打桩施工实例的分析,提出了水下液压打桩锤冲击系统最大冲击能量、适应桩径、适用水深的要求。根据以上提出的要求及技术成熟的陆用打桩锤冲击系统组成,提出了水下打桩锤冲击系统的合理组成是锤芯、砧铁、桩,取消了陆用打桩锤冲击系统中常包含的锤垫和桩垫;提出了基于潜水钟原理的双层锤壳设计方案,解决了冲击系统面临的水下环境适应性问题;确定了双作用液压驱动方案,在满足大冲击能量的要求下降低了锤体重量,缩小了锤体体积;为了减轻打桩时锤体受到的反冲击,提出了锤芯悬吊单元及砧铁缓冲环的设计方案,完成了水下液压打桩锤的总体结构设计。建立了冲击系统的轴对称动力学模型。基于Lax-Wendroff差分方法,实现了锤芯和桩的轴对称动力学模型的数值求解,给出了锤芯和桩的边界条件的数值计算格式。提出了砧铁的轴对称动力学模型在曲线网格下的数值求解方法,推导出了砧铁曲线边界条件的数值计算格式。通过在魏文礼给出的曲线网格划分方法中补充边界节点正交修正算法,改善了砧铁贴体曲线网格的均匀性及相交网格线的正交性,解决了冲击系统轴对称动力学模型数值求解不易收敛的问题。建立了 1200kJ水下打桩锤砧铁的二维轴对称参数化模型,模型以砧铁内轮廓曲线函数的常数项及以砧铁外轮廓曲线函数的二次项系数为构型参数。通过对不同构型参数的砧铁进行锤击数值仿真,发现砧铁的构型参数对冲击能量传递效率的影响为3%左右,对锤击过程中锤芯内的最大应力值没有影响,对砧铁中的最大应力的影响达165.53MPa,对桩内的最大应力的影响达90.77MPa。通过径向基函数法,获得了砧铁的构型参数与锤击结束后冲击能量传递效率、撞击过程中砧铁内的最大应力及桩内的最大应力之间的近似函数关系。建立了二次曲线轮廓砧铁的构型优化模型,优化模型以锤击结束后冲击能量传递效率最大为目标函数,以锤击过程中砧铁内的最大应力及桩内的最大应力满足许用应力要求为约束条件,根据不同径向函数表达的性能参数的近似函数,组合出了 8组优化模型。通过fmincon非线性多变量优化工具箱求解了优化模型,获得了 8组满足1200kJ水下打桩锤冲击系统动态强度要求的优化结果。为了验证锤芯和桩的数值计算模型的正确性,设计了两杆轴向撞击实验装置,完成了两实心铝杆和两铝管的撞击实验,实验结果与数值结果趋势一致。为了验证砧铁数值计算模型的正确性,建立了 MENCK公司1200S水下打桩锤冲击系统的数值计算模型,获得的仿真结果与MENCK公司的数据基本相符。对所获得的8组砧铁构型优化结果进行了仿真分析,优化结果与数值结果的最大相对误差为1.7%,验证了各性能参数近似函数的准确性,并确定了最优的砧铁构型参数。本文的研究成果为水下打桩锤冲击系统的设计提供了理论基础及数值计算方法,为具有光滑曲线轮廓的砧铁提供了一种构型优化设计方法,为设计其他具有光滑曲线轮廓的砧铁提供了可借鉴的构型优化设计思路。

韩云山,董彦莉,白晓红[4](2015)在《夯锤冲击黄土行程试验研究》文中研究表明为研究夯锤对地基的冲击机制,探索表征夯锤冲击效能的方法,在黄土地基上开展392 N×2.5 m以及700 N×1.4 m两组相同能级的强夯模型试验,以模型夯锤为研究对象,得到2组夯锤冲击黄土地基时的加速度时程曲线,并通过数值积分获得速度曲线及冲击行程的位移时程曲线。通过对比后发现,在相同击数下,低落距重锤的加速度峰值虽均比高落距轻锤的小,但重锤的冲击力峰值增加幅度却比轻锤的大;将夯锤冲击行程分为无效行程、夯沉量及地基反弹3个部分,定义夯沉量与夯锤冲击行程的位移计算值之比为夯沉比,得到夯沉比曲线及其表达式,从而用夯沉比来表征夯锤冲击效能。同时认为还可以根据一定标准,利用夯沉比及其曲线确定最优强夯击数,从而为优化强夯设计提供参考。

曹志亮[5](2015)在《高速夯实机在台背路基回填中应用的技术研究》文中研究说明近年来,随着我国国民经济的快速发展,我国的高速公路建设也在蓬勃发展。在高速公路的运营期间,由于车辆的载重大、行驶的速度快,会有许多工程问题暴露出来,尤其是路桥连接处出现的桥头跳车现象。如果台背填土的质量不能满足施工要求,就会导致在台背处出现较大不均匀沉降,严重威胁行车的安全性和舒适性。由于该类结构的施工中,台背、涵侧墙背填筑是在构造物完成后进行的,在填筑时既要考虑压实设备的冲击能量和冲击范围不损坏构造物,同时又要满足路基规范在台背处的密实度要求,这为公路台背回填施工提出了更严格的技术要求。实际操作中,由于工作面比较狭窄,大型压实机械往往运行不便,效率低,且对一些操作死角难以精细压实;而小型夯实设备通常又难以保证回填达到规定的压实度,因此,施工难度较大。目前,通常使用台背检测数据来评定桥涵台背的回填质量。台背回填质量检测已经成为了台背路基施工控制和施工质量管理的基础性和关键性的方法,会对施工的质量以及施工进度产生很大影响,国外已经开始对台背回填逐渐的重视起来。合理的对台背回填质量进行检测可以有效的提高施工质量和进度。但是,我国还没有对台背路基回填的检测方法加以重视,导致了大量的台背回填不满足施工要求,致使出现桥头跳车现象。因此,为了满足我国公路建设的发展需求,必须得对桥头台背回填施工质量加以控制,保证我国公路质量,促进我国公路行业的蓬勃发展。本文探讨了高速夯实机在台背路基回填中的应用,并探讨了高速夯实机的基本工作原理和施工方法,通过软件模拟和现场试验,全面分析了高速夯实机对桥头台背路基进行夯击时的作用效果以及影响。通过高速夯实机处理台背路基的现场试验,还得到详细、可靠的数据,通过对这些数据进行分析,总结归纳了高速夯实机的作用机理、施工效果以及高速夯实机的施工方法。此外,本论文分析高速夯实机对台背路基夯实的施工质量检测,提出了满足施工要求的施工技术参数和施工工艺。

王雪飞[6](2013)在《关于液压桩锤打桩机理与控制的研究》文中研究指明在详细分析和总结了国内外液压桩锤发展现状和趋势的基础上,针对单作用液压打桩锤无法实现较高打击能量与打击效率的情况,考虑并制定了结构和使用简单,成本低,更适合我国国情的双作用液压桩锤结构方案和液压系统方案;对其工作性能进行了深入探讨;在此基础上设计了性能优越和效率高的双作用液压桩锤。首先依照桩锤打桩系统桩土相互作用机理推导了波动方程,建立了打桩系统锤、锤垫、桩之间相互作用的数学模型;用MATLAB数学计算软件对锤、锤垫、桩相互作用系统进行了动态非线性有限元分析,得到了三者相互作用的位移、速度、加速度及打击力的变化规律及其相互作用关系。在全面对比分析国外液压桩锤打桩系统的基础上,根据任务要求,确定20t桩锤的结构方案液压系统方案;采用SolidWorks软件建立了液压桩锤及相匹配的桩架的三维模型,进行了液压冲击油缸和蓄能器设计计算;针对20t液压桩锤液压系统的系统压力和流量进行了计算。基于AMESim软件建立了液压桩锤打桩系统动态仿真模型,分析了在桩锤打桩过程中液压系统压力、流量的变化,对液压系统进行了模态分析;分析了液压桩锤在不同土质条件下施工时的动态,得到随着土质变硬的情况下,液压桩锤位移越来越小,打击力越来越大的结论,符合实际施工状态。

张成[7](2013)在《1t快速液压夯实机关键结构有限元分析及液压系统仿真》文中指出经过近20年的使用,我国的高速公路已经进入维护阶段,大量的问题不断显现,主要表现在两个方面:一是沥青路面早期损坏比较严重;二是桥台与路面结合部分路基的不均匀沉降导致产生“桥台跳车”现象。造成这些问题的主要原因是地基压实度不足,为了很好地解决这一工程难题,市场迫切需要一种适用性强、压实效果好、效率高的专用压实机械。快速液压夯实机的研究由此产生。1t快速液压夯实机(high-speed hydraulic tamper,简称HHT-1)具有夯击能量高,影响深度大,转场方便等优点。它不仅能够竖直夯击地基,还可以用于斜面夯击。夯击能量可以调节,能够满足不同地基的夯实需求,因此广泛的应用于基础建设行业。本文分析了快速液压夯实机的国内外发展现状,在深入研究夯实机工作原理的基础上对它的工作过程进行了动力学分析,得到了工作过程系统的位移、速度函数。运用波动力学理论以能量传递最大为目标分析了夯击过程的合理波形及其对应的夯锤形状,为夯锤与底座的设计提供了理论依据。接着,运用ANSYS分析软件对夯锤与底座的冲击过程进行了显式动力学分析,得到了冲击过程的应力峰值及应变量,并对其进行了等应力幅下的疲劳强度校核。最后根据夯实机的工作原理设计了液压系统,并运用AMESim软件对其进行了仿真分析,得到了夯锤的位移与速度曲线图及系统的活性指数,这些为液压系统的简化奠定了基础。

刘朝伟,施兴茂,徐满清[8](2012)在《桩锤冲击动力响应的解析法分析》文中研究表明采用解析法,建立了锤击过程中桩—锤系统的动力响应.对于桩锤与砧铁采用集中质量块模拟,砧铁垫、桩顶的桩帽采用弹簧表示,桩作为阻尼器,砧座质量与桩帽垫分别考虑,桩锤与铁砧垫的质量分别考虑,分析了桩垫对锤击时桩顶所受最大冲击效果的影响.数值结果表明,随砧铁刚度增加,锤击发生反弹时间减小.当砧铁刚度增大到一定程度时,再增加砧铁刚度对桩所受最大冲击力大小几乎不产生影响;而随桩垫的刚度增加,锤击引起桩所受最大冲击力大小增大.另外随砧铁质量增加,桩所受最大冲击力大小有所减小.

孙要兵[9](2012)在《液压动力沉桩机冲击机械系统动力学建模与分析》文中研究表明冲击沉桩机利用冲击能产生极大力脉冲的原理,较静力沉桩机结构紧凑,而得到广泛应用。本文以某新型液压动力沉桩机冲击机械系统为研究对象,综合运用波动力学理论,Newton力学理论,matlab数据处理技术、有限元仿真等方法,建立液压动力沉桩机冲击机械系统动力学模型,获得了液压动力沉桩机的冲击沉桩力,研究了该沉桩机冲击机械系统中冲锤、拉压箱、拉杆、桩帽等关键零部件的动态特性。这为某新型液压动力沉桩机冲击机械系统的结构设计和效能评估提供了理论依据。本文主要研究工作如下:(1)针对某新型液压动力沉桩机冲击机械系统工作原理,将其简化为“刚体—弹簧—刚体—弹性杆—刚体—弹簧—弹性杆”二元冲击系统模型,应用波动力学理论,建立该冲击机械系统的波动力学模型,获得了该液压动力沉桩机的冲击沉桩力,并进行了冲击过程中冲锤、拉压箱、拉杆、桩帽、预制桩等关键零部件的动态响应分析。(2)基于机械振动学理论,将拉杆简化为单弹簧—单质量块系统,建立了液压动力沉桩机冲击机械系统的振动力学模型,分析讨论了缓冲弹簧刚度在波动力学模型和振动力学模型中对冲击沉桩力的影响。结论表明:当冲击载荷的周期远远大于弹性杆的周期时,可用振动模型替代波动模型,获得较为准确的冲击沉桩力;当冲击载荷的周期与弹性杆的周期之比较小时,需通过波动力学模型才能获得准确的冲击沉桩力。(3)基于波动力学模型,分析了冲锤、缓冲弹簧、拉压箱、拉杆、桩帽、缓冲垫等零部件的设计参数对最大冲击沉桩力的影响。结果表明:缓冲弹簧和弹簧垫刚度对最大冲击沉桩力影响较大,且受冲击系统结构限制较小,可优先选择合适的缓冲弹簧和缓冲垫以获得理想的冲击沉桩力。(4)运用LS-DYNA对液压动力沉桩机冲击机械系统进行了有限元仿真,得到了冲击机械系统的冲击沉桩力变化情况以及冲锤、拉压箱、拉杆、桩帽等关键零部件应力应变情况,并与波动力学理论模型的计算结果进行了对比分析。

陈冲[10](2012)在《液压打桩锤主体机械结构及液压系统设计》文中认为大型港口、深水码头、海上平台等基础设施的建造以及深海能源开采等水下作业对桩基工程的发展提出了新的要求。液压打桩锤作为桩工机械的关键部分,具有能量大、效率高、无污染等优势,对我国大型桩工机械的发展以及经济建设起着重要作用。目前国内使用的大型的水下液压打桩锤,全部依靠国外进口,关键技术领域仍处于初期阶段,因此对液压打桩锤的研究具有重要意义。本论文中,为了防止桩锤撞击时锤芯反弹以及避免锤芯与桩基的直接撞击,减小桩锤撞击过程中的振动与冲击,避免打桩锤与桩基的损坏,设计了液压打桩锤的减振缓冲结构,包括减震换装置、悬吊装置以及砧铁缓冲结构。设计了柔性轴套以及法兰两种连接装置,柔性轴套不仅实现了桩锤撞击的柔性冲击,而且能实现打桩锤打击一定角度的斜桩;法兰连接则实现打击不同直径桩基的目的。为实现液压打桩锤水下作业,减小打桩过程中锤芯的阻力,设计了气密封结构。为增加液压打桩锤的打击能量,提高工作效率,采用双作用原理;并在双作用原理基础上,计算了蓄能器、液压泵以及阀等主要液压元器件的参数,选择了元器件的型号。简化了液压打桩锤上升、下降以及保压三个阶段的打桩过程,在此基础上建立各个阶段数学模型,并采用AMESim软件仿真分析了上升及下降阶段中高压蓄能器与锤芯的运动曲线。分析了锤芯与桩基的撞击理论:应力波及锤芯反弹;依据不同材料,简化了桩锤撞击的模型,定性分析了桩锤撞击产生的撞击力。本论文通过对液压打桩锤虚拟样机的主体机械结构的设计,不仅解决了桩锤撞击产生较大振动的问题,而且使液压打桩锤的适用范围更加广泛;对其液压系统的的设计及仿真,分析了锤芯运动的特点,通过仿真结果,验证了理论分析的正确性,为下一步进行液压打桩锤的试验样机研制提供了重要基础。

二、桩锤撞击过程中冲击应力及夯锤工作行程的分析与计算(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、桩锤撞击过程中冲击应力及夯锤工作行程的分析与计算(论文提纲范文)

(1)强夯的振动传播规律及加固机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 技术适用性
        1.2.2 加固范围
        1.2.3 地面变形
        1.2.4 加固机理
        1.2.5 振动分析
        1.2.6 数值模拟
    1.3 本文研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线图
第二章 粉土地基强夯振动规律的试验研究
    2.1 现场概况
    2.2 试验设计
    2.3 试验前检测
        2.3.1 旁压试验
        2.3.2 标准贯入试验
        2.3.3 密度测试
    2.4 试验流程
    2.5 试验数据分析
        2.5.1 夯锤加速度分析
        2.5.2 夯锤正下方振动的传播规律
        2.5.3 土体内部振动规律分析
        2.5.4 环境影响分析
    2.6 讨论
        2.6.1 加固范围分析
        2.6.2 强夯引起动应力分析
        2.6.3 振动加速度与土体性质之间的关系
        2.6.4 振动速度与土体性质之间的关系
    2.7 结论
    附图
第三章 强夯加固机理及计算模型
    3.1 加固机理分析
    3.2 强夯计算模型
        3.2.1 概述
        3.2.2 计算模型
    3.3 参数确定与验证
        3.3.1 夯沉量与夯击次数关系
        3.3.2 夯坑在不同夯击次数的变化情况
        3.3.3 计算结果与试验结果对比
        3.3.4 结果验证
    3.4 结论
    附计算程序
第四章 强夯加固范围计算方法的应用及讨论
    4.1 强夯地表变形沉降试验
        4.1.1 强夯地表变形沉降监测方案
    4.2 夯坑成型过程
    4.3 夯坑成型数据
    4.4 计算结果与试验结果对比
    4.5 讨论
    4.6 结论
第五章 强夯加固机理的数值模拟研究
    5.1 概述
    5.2 计算原理与模型的建立
        5.2.1 计算原理
        5.2.2 强夯数值模型的建立
    5.3 模型可靠性验证
        5.3.1 夯锤振动加速时程
        5.3.2 夯沉量
        5.3.3 土体内部振动规律
    5.4 动态过程分析
        5.4.1 孔隙率变化规律
        5.4.2 “重锤低落”与“轻锤高落”动态规律分析
    5.5 结论
第六章 结论及展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的成果
致谢

(2)便携式液压打桩机关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 冲击碰撞机械系统的研究概况
    1.3 打桩机的国内外应用研究概况
    1.4 论文主要研究内容
    1.5 论文的研究目的及意义
        1.5.1 论文的研究目的
        1.5.2 论文的研究意义
    1.6 本章小结
2 便携式液压打桩机总体方案研究
    2.1 便携式液压打桩机结构组成
        2.1.1 主机结构
        2.1.2 液压泵站的功能及选用
    2.2 便携式液压打桩机工作原理
    2.3 便携式液压打桩机特点
    2.4 本章小结
3 便携式液压打桩机沉桩机理研究分析
    3.1 振动沉桩施工发展概况
        3.1.1 冲击振动沉桩机研究概况
        3.1.2 沉桩施工方法
    3.2 土的振动液化机理
    3.3 冲击振动打桩时土的应力—应变关系
    3.4 冲击振动打桩机理
    3.5 本章小结
4 便携式液压打桩机动力学模型建立及其主要参数研究
    4.1 冲击振动打桩模型的方案选择
    4.2 液压打桩机动力学模型建立
    4.3 影响振动打桩机主要参数的计算分析
        4.3.1 动力学模型的求解
        4.3.2 动力学系统加速度的分析
        4.3.3 便携式液压打桩机冲击机构桩顶冲击力计算
        4.3.4 土壤阻力对便携式液压打桩机沉桩的影响
    4.4 本章小结
5 便携式液压打桩机沉桩效果有限元计算分析
    5.1 ANSYS/LS-DYNA基础知识介绍
        5.1.1 LD-DYNA软件介绍
        5.1.2 ANSYS/LS—DYNA功能介绍
    5.2 基于木质桩的沉桩效果有限元分析
        5.2.1 工程用木质桩工况分析
        5.2.2 打桩机构的各种材料属性
        5.2.3 有限元模型及求解
        5.2.4 结果后处理及分析
        5.2.5 基于木质桩沉桩效率分析
    5.3 基于钢管桩的沉桩效果有限元分析
        5.3.1 工程用钢管桩工况分析
        5.3.2 有限元模型建立及求解
        5.3.3 结果后处理及分析
        5.3.4 基于钢管桩沉桩效率分析
    5.4 基于混凝土桩的沉桩效果有限元分析
        5.4.1 建筑用混凝土桩工况分析
        5.4.2 有限元模型建立及求解
        5.4.3 结果后处理及分析
        5.4.4 基于混凝土桩沉桩效率分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献

(3)水下打桩锤冲击系统动力学分析及砧铁构型优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究目的及意义
    1.2 水下打桩技术及装备概述
        1.2.1 水下打桩技术
        1.2.2 水下打桩锤发展概况
    1.3 水下打桩锤冲击系统动力学模型求解及优化的相关方法研究现状
        1.3.1 冲击系统动力学模型数值求解方法研究现状
        1.3.2 贴体曲线网格生成方法研究现状
        1.3.3 散乱数据拟合方法研究现状
    1.4 论文主要研究内容
第2章 水下打桩锤总体结构设计方案
    2.1 水下打桩锤环境适应性及性能需求分析
    2.2 水下液压打桩锤结构方案
        2.2.1 水下打桩锤双层锤壳结构设计方案
        2.2.2 水下液压打桩锤液压驱动系统
        2.2.3 水下液压打桩锤冲击系统组成
        2.2.4 锤芯悬吊单元
        2.2.5 砧铁缓冲环
        2.2.6 冲击系统轴线检测装置
    2.3 水下打桩锤锤击过程分析及锤芯与砧铁的结构参数
        2.3.1 水下打桩锤锤击过程分析
        2.3.2 水下打桩锤锤芯与砧铁的结构参数
    2.4 本章小结
第3章 水下打桩锤冲击系统动力学数值模型的建立
    3.1 水下打桩锤冲击系统动力学模型
    3.2 锤芯及桩的动力学数值模型
        3.2.1 规则网格下轴对称动力学方程数值计算格式
        3.2.2 锤芯及桩的边界条件处理
    3.3 砧铁的动力学数值模型
        3.3.1 曲线网格下轴对称动力学方程的数值计算格式
        3.3.2 砧铁的边界条件处理
    3.4 本章小结
第4章 砧铁贴体曲线网格划分及冲击系统动力学数值仿真
    4.1 贴体曲线网格生成方法
        4.1.1 Thompson贴体曲线网格生成方法
        4.1.2 魏文礼贴体曲线网格生成方法
    4.2 砧铁的贴体曲线网格划分
        4.2.1 生成曲线网格节点的差分格式
        4.2.2 曲线网格节点坐标的求解方法
        4.2.3 水下打桩锤中砧铁的曲线网格划分
    4.3 水下打桩锤冲击系统动力学数值仿真
    4.4 本章小结
第5章 水下打桩锤砧铁的构型优化
    5.1 砧铁的参数化模型
    5.2 径向基函数法简介
    5.3 砧铁构型参数对水下打桩锤冲击系统动态性能的影响规律
        5.3.1 冲击能量传递效率变化规律分析
        5.3.2 锤芯中最大应力变化规律分析
        5.3.3 砧铁中最大应力变化规律分析
        5.3.4 桩中最大应力变化规律分析
    5.4 砧铁的构型优化
    5.5 本章小结
第6章 冲击系统数值模型的实验研究及砧铁优化结果分析
    6.1 锤芯及桩数值模型的冲击实验研究
        6.1.1 冲击实验设计
        6.1.2 锤芯及桩数值模型的实验分析
    6.2 砧铁数值模型的仿真分析
    6.3 砧铁构型优化结果的仿真分析
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(5)高速夯实机在台背路基回填中应用的技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 夯实机的研究现状
        1.2.2 当前桥台分层回填压实的特点
        1.2.3 台背回填质量检测技术与方法现状
        1.2.3.1 路基压实度的检测方法
        1.2.3.2 使用回弹模量的检测方法
    1.3 论文研究的主要内容
第二章 路桥连接处发生桥头跳车的原因分析
    2.1 路桥连接处路基出现沉降不均匀的主要原因
        2.1.1 地基的沉降因素
        2.1.2 回填土压实的影响
        2.1.3 台背施工过程的影响
        2.1.4 不均匀沉降产生的危害
    2.2 处理路桥连接处不均匀沉降的方法
    2.3 高速夯实机加固地基的加固机理
    2.4 本章小结
第三章 高速夯实机工程应用基本原理
    3.1 高速夯实机的基本工作原理
        3.1.1 高速夯实机夯击路基模型的动力平衡方程
        3.1.2 对平衡方程进行解析
        3.1.2.1 初始的边界条件
        3.1.2.2 利用碰撞理论分析方程
        3.1.2.3 平衡方程的求解式
    3.2 夯锤对路基产生的冲击应力
    3.3 夯锤与路基土体的接触时间
    3.4 高速夯实机的有效夯实深度
    3.5 本章小结
第四章 高速夯实机夯实路基的ANSYS力学模型分析
    4.1 路基的基本理论
    4.2 ANSYS计算程序的应用
        4.2.1 有限元方法的基本原理
        4.2.2 ANSYS软件的基本介绍
        4.2.3 ANSYS在道路工程中的应用
    4.3 高速夯实机夯实台背路基的模型分析
        4.3.1 建立ANSYS路基模型
        4.3.1.1 基本假设
        4.3.1.2 路基模型
        4.3.1.3 路基土体的物理力学参数
        4.3.1.4 ANSYS模拟的路基应力云图
    4.4 本章小结
第五章 高速夯实机在桥涵台背现场试验方案
    5.1 现场试验检测的目的
    5.2 试验工点的概况
        5.2.1 地层岩性
        5.2.2 地质构造及地震
        5.2.3 水文地质
        5.2.4 工程地质条件评价
    5.3 高速夯实机的工程应用特征
        5.3.1 夯实台背
        5.3.2 可以对狭小作业面进行夯实补强
    5.4 高速夯实机对台背路基夯实现场作业
        5.4.1 作业点的布设
        5.4.2 高速夯实机作业方法
        5.4.3 夯实锤数
        5.4.4 填筑厚度
    5.5 高速夯实机的夯实效果验证
        5.5.1 杨家坪大桥台背填筑前的施工准备
        5.5.2 水准仪的使用要求
    5.6 高速夯实机的夯实效果
        5.6.1 夯实过程中沉降量的变化
        5.6.2 夯击次数对压实度的影响分析
        5.6.3 夯实过程中压实度和沉降的相对关系分析
    5.7 现场土压力盒布置方案和埋设要求
        5.7.1 现场土压力盒布置方案
        5.7.2 现场土压力盒布设要求
        5.7.3 土压力盒型号及使用说明
        5.7.3.1 土压力盒型号
        5.7.3.2 土压力盒使用说明
        5.7.4 高速夯实机动力测试的结果
    5.8 本章小结
第六章 结论
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢

(6)关于液压桩锤打桩机理与控制的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
创新点摘要
目录
前言
第一章 概述
    1.1 桩基础的特点、分类及发展
        1.1.1 桩基础的特点
        1.1.2 桩基础的分类
        1.1.3 桩基础的发展及发展趋势
        1.1.4 桩打入设备的发展简述
    1.2 液压桩锤国内外发展现状及其发展趋势
    1.3 液压桩锤分类
    1.4 液压桩锤的研究意义
    1.5 课题研究内容
    1.6 本章小结
第二章 确定液压桩锤方案
    2.1 液压桩锤打桩系统总成
    2.2 液压桩锤的工作原理
    2.3 国内外几种常见液压锤的结构和液压系统方案对比
        2.3.1 日本 NH 系列液压打桩锤
        2.3.2 芬兰永腾公司 HHKA 液压打桩锤
        2.3.3 英国 BSP 公司液压打桩锤
        2.3.4 IHC 系列液压桩锤
    2.4 确定 20t 液压桩锤结构的方案
        2.4.1 液压打桩捶设计方案的设计关键
        2.4.2 本文液压桩锤结构
    2.5 确定 20t 液压桩锤液压回路的方案
    2.6 本章小结
第三章 液压打桩锤打桩理论
    3.1 桩和土的相互作用
    3.2 液压桩锤沉桩的理论
        3.2.1 锤击系统波动力学研究历史与现状
        3.2.2 波动方程的基本理论
        3.2.3 波动方程的打桩分析
    3.3 本章小结
第四章 液压桩锤打桩动态系统数学模型的建立及仿真分析
    4.1 动态系统的计算机仿真
        4.1.1 系统与模型
        4.1.2 计算机仿真
    4.2 仿真软件介绍
    4.3 冲击过程的动态仿真
        4.3.1 工况描述及模型建立
        4.3.2 基于 MATLAB 冲击过程的仿真结果
    4.4 本章小结
第五章 液压桩锤液压系统的计算和仿真
    5.1 桩锤液压系统压力 P、流量 Q 的确定
        5.1.1 系统压力 P 的计算
        5.1.2 系统流量 Q 的计算
    5.2 液压系统的油缸、蓄能器选择计算
        5.2.1 液压油缸的设计计算
        5.2.2 蓄能器的选择和计算
    5.3 桩锤液压系统仿真的理论模型
        5.3.1 桩锤上升阶段液压系统理论计算模型
        5.3.2 桩锤下打阶段理论模型
    5.4 基于 AMEsim 桩锤液压系统的动态仿真
        5.4.1 仿真软件的介绍
        5.4.2 仿真基本参数
        5.4.3 基于 AMEsim 的仿真模型
        5.4.4 在不同土质的条件下桩锤打桩响应分析
        5.4.5 在相同土质不同系统压力的条件下桩锤打桩分析
        5.4.6 在液压桩锤打桩时液压系统进油回油管路进行模态振型分析
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
发表文章及专利目录
致谢
硕士研究生学位论文摘要

(7)1t快速液压夯实机关键结构有限元分析及液压系统仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 冲击机械概述及夯实机的国内外研究现状
        1.2.1 冲击机械概述
        1.2.2 夯实机的国外研究现状
        1.2.3 夯实机的国内研究现状
    1.3 本文研究内容
第二章 HHT-1 冲击过程的波动力学分析
    2.1 快速液压夯实机的工作原理
    2.2 波动力学的力学模型
    2.3 地基的动力学特性
    2.4 纵波的方程及其解
        2.4.1 纵波方程的推导
        2.4.2 波动方程的解
        2.4.3 夯实机工作过程动力学分析
    2.5 冲击系统合理波形的研究与夯锤最优形状的探讨
        2.5.1 冲击机械合理加载波形函数的推导
    2.6 本章小结
第三章 HHT-1 关键结构有限元分析
    3.1 Explicit dynamics 简介及接触问题的有限元理论
        3.1.1 Explicit dynamics 简介
        3.1.2 显示动态有限元基本理论
    3.2 夯锤与底座冲击过程的有限元分析
        3.2.1 夯锤与底座计算模型的建立
        3.2.2 材料模型与本构关系
        3.2.3 网格的划分
        3.2.4 接触面的定义、载荷和约束的施加
        3.2.5 夯锤夯击底座的有限元模拟结果及分析
        3.2.6 疲劳强度校核
    3.3 本章小结
第四章 HHT-1 液压系统建模与仿真
    4.1 AMESim 简介
        4.1.1 AMESim 的基本特点
        4.1.2 AMESim 仿真流程
    4.2 夯实机液压系统数学模型及元件的选型计算
        4.2.1 HHT-1 夯实机的液压系统工作原理
        4.2.2 HHT-1 夯实机的液压元件的计算选型
    4.3 用 AMESim 对夯实机运动过程的建模
        4.3.1 仿真模型的建立
        4.3.2 仿真模型关键元件子模型的选择
        4.3.3 仿真模型关键元件参数的设置
        4.3.4 仿真结果
        4.3.5 结论
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士期间取得的成果
致谢

(8)桩锤冲击动力响应的解析法分析(论文提纲范文)

1 计算模型与控制方程
    1.1 计算模型
    1.2 控制方程与求解
2 算例分析
3 结束语

(9)液压动力沉桩机冲击机械系统动力学建模与分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于波动力学的液压动力沉桩机理论研究
        1.2.2 液压动力沉桩机仿真与实验研究
    1.3 本文研究内容
第二章 沉桩机冲击机械系统波动力学建模
    2.1 沉桩机冲击机械系统结构及其工作原理
    2.2 沉桩机冲击系统波动力学模型
        2.2.1 波动力学建模方法
        2.2.2 沉桩机二元冲击系统波动力学建模
        2.2.3 沉桩机二元冲击系统拉杆波动方程
        2.2.4 沉桩机二元冲击系统界面波动方程
    2.3 沉桩机二元冲击系统应力波传播分析
    2.4 沉桩机二元冲击系统动力学数值仿真分析
        2.4.1 沉桩机二元冲击系统参数确定
        2.4.2 沉桩机二元冲击系统数值仿真
        2.4.3 沉桩机拉杆中的应力波分析
    2.5 本章小结
第三章 沉桩机冲击机械系统振动力学建模
    3.1 沉桩机冲击机械系统振动力学模型
        3.1.1 沉桩机冲击机械系统简化模型及拉杆等效刚度
        3.1.2 沉桩机冲击机械系统振动力学方程
    3.2 沉桩机冲击机械系统动力学模型讨论
        3.2.1 两种模型中的冲击载荷
        3.2.2 振动力学模型适用范围分析
    3.3 本章小结
第四章 沉桩机冲击机械系统最大冲击沉桩力分析
    4.1 部件质量对最大冲击沉桩力的影响
    4.2 部件刚度对最大冲击沉桩力的影响
    4.3 冲锤冲击速度对最大冲击沉桩力的影响
    4.4 本章小结
第五章 沉桩机冲击系统机械动态有限元分析
    5.1 LSDYNA 简介
    5.2 冲击机械系统有限元建模
        5.2.1 冲击机械系统三维几何建模
        5.2.2 冲击机械系统有限元模型的建立
    5.3 冲击机械系统数值仿真
        5.3.1 冲击沉桩力分析
        5.3.2 关键零部件的应力应变分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
附录 A:攻读硕士学位期间发表的学术论文

(10)液压打桩锤主体机械结构及液压系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题意义
    1.2 打桩锤分类
        1.2.1 蒸汽锤
        1.2.2 柴油锤
        1.2.3 振动锤
        1.2.4 液压锤
    1.3 国内外研究现状及发展趋势
        1.3.1 国内现状
        1.3.2 国外现状
        1.3.3 发展趋势
    1.4 课题研究内容及重点
        1.4.1 课题研究内容
        1.4.2 课题重难点
第2章 液压打桩锤机械结构设计
    2.1 机械本体结构总体方案
        2.1.1 总体方案实现
        2.1.2 机械总体结构
    2.2 减震缓冲结构
        2.2.1 减震环
        2.2.2 悬吊装置
        2.2.3 桩-锤缓冲结构
    2.3 连接装置
        2.3.1 柔性连接轴套
        2.3.2 法兰连接
    2.4 密封方式
        2.4.1 液压打桩锤密封原理
        2.4.2 液压打桩锤气密封结构
    2.5 本章小结
第3章 液压锤液压系统设计
    3.1 液压系统总体方案
        3.1.1 液压系统设计要求及内容
        3.1.2 工作方式选择
        3.1.3 缓冲吸振
    3.2 液压打桩锤液压系统
        3.2.1 液压打桩锤工作原理
        3.2.2 主要液压元件功能
    3.3 液压打桩锤液压系统参数计算
        3.3.1 参数设定
        3.3.2 系统主要参数计算
        3.3.3 主要元件选择
    3.4 本章小结
第4章 液压打桩锤打桩过程数学描述及仿真
    4.1 液压打桩锤打桩过程数学描述
        4.1.1 上升阶段
        4.1.2 下降阶段
        4.1.3 保压阶段
    4.2 液压系统运动学仿真
        4.2.1 仿真方法
        4.2.2 仿真参数确定
        4.2.3 仿真结果及分析
    4.3 本章小结
第5章 打桩过程中桩-锤撞击分析
    5.1 桩-锤撞击过程分析
        5.1.1 桩-锤撞击应力波分析
        5.1.2 锤芯反弹分析
    5.2 桩-锤撞击受力分析
        5.2.1 撞击数学模型
        5.2.2 撞击力定性计算
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢

四、桩锤撞击过程中冲击应力及夯锤工作行程的分析与计算(论文参考文献)

  • [1]强夯的振动传播规律及加固机理研究[D]. 杜继芳. 北京航空航天大学, 2019(01)
  • [2]便携式液压打桩机关键技术研究[D]. 张步恩. 华北水利水电大学, 2016(05)
  • [3]水下打桩锤冲击系统动力学分析及砧铁构型优化[D]. 陈东华. 哈尔滨工程大学, 2016(12)
  • [4]夯锤冲击黄土行程试验研究[J]. 韩云山,董彦莉,白晓红. 岩石力学与工程学报, 2015(03)
  • [5]高速夯实机在台背路基回填中应用的技术研究[D]. 曹志亮. 河北工业大学, 2015(03)
  • [6]关于液压桩锤打桩机理与控制的研究[D]. 王雪飞. 东北石油大学, 2013(12)
  • [7]1t快速液压夯实机关键结构有限元分析及液压系统仿真[D]. 张成. 长安大学, 2013(05)
  • [8]桩锤冲击动力响应的解析法分析[J]. 刘朝伟,施兴茂,徐满清. 南昌工程学院学报, 2012(04)
  • [9]液压动力沉桩机冲击机械系统动力学建模与分析[D]. 孙要兵. 湖南科技大学, 2012(05)
  • [10]液压打桩锤主体机械结构及液压系统设计[D]. 陈冲. 哈尔滨工程大学, 2012(06)

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打桩锤冲击过程中冲击应力和夯锤工作行程的分析计算
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