小型振動(dòng)沖擊式打樁機(jī)的非線性動(dòng)力學(xué)分析

2004年3月農(nóng)機(jī)化研究第2期　 -100- 　 振動(dòng)沉拔樁機(jī)激振器的設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)分析　 　 車仁煒，陸念力　 （哈爾濱工業(yè)大學(xué)　機(jī)電學(xué)院，黑龍江　哈爾濱　?。保担埃埃埃保?　 ［摘　　要］　　提出了一種振動(dòng)沉拔樁激振器的新的設(shè)計(jì)方法，給出了其工作原理，建立了振動(dòng)模型，并對(duì)系 統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力分析，得出了相關(guān)結(jié)論?！?［關(guān)鍵詞］　　交通運(yùn)輸工程；激振器；理論研究；　振動(dòng)樁錘　 ［中圖分類號(hào)］　　　ｕ４４５．３１　　　　　?。畚墨I(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］　　　ａ　　　　　?。畚恼戮幪?hào)］　　?。保埃埃畅ぃ保福福ǎ玻埃埃矗埃博ぃ埃保埃癌ぁ?　 １　　前言　 自２０世紀(jì)５０年代建造武漢長(zhǎng)江大橋時(shí)首次 使用蘇制振動(dòng)樁錘以來，振動(dòng)沉拔樁機(jī)因構(gòu)造簡(jiǎn)單、 操作方便，已成為我國(guó)樁基礎(chǔ)施工的主要設(shè)備之一。 其中，振動(dòng)樁錘又是沉拔樁機(jī)的主要工作部分，其 發(fā)展水平直接影響著沉拔樁機(jī)的

為了地下空間的有效合理開發(fā)、施工優(yōu)化、確保工程順利進(jìn)行,必需對(duì)深埋隧道圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析?；诳焖倮窭嗜辗ê头蔷€性動(dòng)力學(xué)方法對(duì)隧道圍巖的能量耗散特性進(jìn)行分析,論證了圍巖體的能量分布是其應(yīng)力分布的決定因素以及由于巖體單元應(yīng)力狀態(tài)的變化而發(fā)生屈服準(zhǔn)則的改變是其破壞的根本原因。闡敘了圍巖系統(tǒng)狀態(tài)和最大lyapunov指數(shù)的關(guān)系,通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)能量序列的最大lyapunov指數(shù)為負(fù)數(shù)時(shí),系統(tǒng)處于有序的定常態(tài),圍巖發(fā)生了急劇的屈服破壞現(xiàn)象,而最大lyapunov指數(shù)為正數(shù)時(shí),系統(tǒng)處于孕育變化的混沌狀態(tài),圍巖處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

橋式起重機(jī)在起吊過程中,結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性復(fù)雜。以主梁薄弱截面(跨中)為研究對(duì)象,運(yùn)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論,從橋式起重機(jī)起吊過程的特征出發(fā),將起吊過程簡(jiǎn)化為二質(zhì)量二自由度系統(tǒng),并確立系統(tǒng)主要參數(shù)。運(yùn)用該模型建立起吊過程各階段系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程。最終求解得出起吊過程跨中的動(dòng)位移時(shí)間函數(shù),通過動(dòng)位移時(shí)間函數(shù)得出預(yù)張緊階段結(jié)束時(shí)間和最大動(dòng)位移值。最后以某起重機(jī)為實(shí)例驗(yàn)證了動(dòng)力學(xué)分析結(jié)論。

棱柱桿侵徹巖土的動(dòng)力學(xué)分析——首先建立了計(jì)算撞擊力的剛體一流體撞擊模型和計(jì)算靶體變形的法向膨脹理論。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)動(dòng)量定理和功能守恒定律，建立了棱柱桿侵徹巖土?xí)r的動(dòng)力學(xué)模型。采用龍格一庫(kù)塔方法對(duì)這些非線性動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行數(shù)值求解。由這些非線性...

葉輪機(jī)械的葉輪系統(tǒng)是典型的非線性多振子系統(tǒng),其各組件的振動(dòng)均具有耦合性包括葉片流固耦合。利用表征非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)隨機(jī)性的關(guān)聯(lián)維對(duì)風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行下5個(gè)工況的葉輪軸向振動(dòng)信號(hào)和葉輪出口氣動(dòng)信號(hào)量化結(jié)果發(fā)現(xiàn):二者信號(hào)關(guān)聯(lián)維曲線的走向一致,即雙方信號(hào)整體結(jié)構(gòu)變化具有一致性、互體現(xiàn)性。證明了利用葉輪機(jī)械的耦合振動(dòng)信號(hào)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有可行性。但用同樣的方法分析發(fā)現(xiàn):風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)(非穩(wěn)定工況)的五段信號(hào)不具備這樣的特性。

沖擊地壓巷道圍巖支護(hù)作用動(dòng)力學(xué)分析——建立了沖擊地壓巷道圍巖支護(hù)作用動(dòng)力學(xué)模型，模型將上覆巖層簡(jiǎn)化為由多個(gè)質(zhì)量塊組成的塊系，巖塊簡(jiǎn)化為剛體，巖塊間的連接簡(jiǎn)化為kelvin-voigt模型，把支護(hù)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為彈簧和耗能阻尼器，初始巖塊受沖擊載荷作用。支護(hù)系...

以某3100teu巴拿馬型集裝箱船為例,建立集裝箱船體全船結(jié)構(gòu)三維有限元?jiǎng)恿W(xué)分析的計(jì)算模型,對(duì)船體結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)特征值、有阻尼瞬態(tài)響應(yīng)的計(jì)算分析;采用lanczos方法計(jì)算特征值;采用模態(tài)方法進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析。分析結(jié)果表明,該船在運(yùn)營(yíng)過程中容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動(dòng),需要對(duì)駕駛甲板的側(cè)翼結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改設(shè)計(jì),但其振動(dòng)強(qiáng)度在總體上是可以接受的。

以輪式wz30-25型液壓挖掘裝載機(jī)為實(shí)例,基于多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論,在三組反鏟機(jī)構(gòu)液壓缸的運(yùn)動(dòng)作用下,研究了挖掘裝載機(jī)整機(jī)系統(tǒng)在鏟斗斗齒切向產(chǎn)生的挖掘力響應(yīng)。在斗桿液壓缸挖掘和鏟斗液壓缸挖掘兩種工況下,進(jìn)行了挖掘力響應(yīng)分析。在各工況下,影響挖掘力的重要參數(shù)有很多,包括液壓系統(tǒng)的壓力、液壓缸的尺寸、各液壓缸間的相互作用力、整機(jī)穩(wěn)定性和地面附著性能。將推導(dǎo)這些因素和最大挖掘力之間的函數(shù)關(guān)系。

針對(duì)非線性動(dòng)力學(xué)行為的特點(diǎn),利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù),應(yīng)用數(shù)學(xué)微分方程理論以及matlab軟件對(duì)超混沌類lorenz系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為及其計(jì)算機(jī)仿真情況展開具體分析與探索,包括lorenz系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其吸引子、lyapunov指數(shù)和維數(shù)、時(shí)序波形、功率譜、poincare映射,以及l(fā)orenz平衡點(diǎn)等。結(jié)合3種情況對(duì)超混沌類lorenz系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行分析,整體研究成果為同步加密通信工程應(yīng)用、混沌控制等提供了一定理論依據(jù)和實(shí)踐支持,具有積極的理論與實(shí)踐意義。

多電機(jī)同步聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析與建模

為了對(duì)高速公路護(hù)欄系統(tǒng)開展全面的沖擊動(dòng)力學(xué)分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì),建立了高速公路波形梁護(hù)欄系統(tǒng)受沖擊荷載作用的有限元模型,并對(duì)建立的護(hù)欄系統(tǒng)模型進(jìn)行了合理性的檢驗(yàn)。采用femb軟件作為前處理軟件,首先根據(jù)行業(yè)規(guī)范建立起包含波形護(hù)欄梁、防阻塊以及立柱的護(hù)欄系統(tǒng)有限元模型,將建立好的三跨縮比護(hù)欄系統(tǒng)的有限元模型在沖擊條件下與相應(yīng)的沖擊試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析,檢驗(yàn)了模型的有效性。由于真實(shí)護(hù)欄系統(tǒng)是多跨連續(xù)的,通過對(duì)比不同跨數(shù)的模型在沖擊條件下的結(jié)果,確定了足夠反映真實(shí)多跨連續(xù)護(hù)欄的合理跨數(shù)。結(jié)果表明,建立的有限元模型可準(zhǔn)確有效地反映真實(shí)護(hù)欄系統(tǒng)的特性,可用于護(hù)欄系統(tǒng)的沖擊動(dòng)力學(xué)分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)。

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針對(duì)隙控式全射流噴頭在惡劣工作條件下出現(xiàn)的附壁力小、驅(qū)動(dòng)力矩小等不足,研究了獲得射流元件的最大附壁驅(qū)動(dòng)力矩和減小摩擦阻力矩的方法,對(duì)射流元件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以保證噴頭的正常運(yùn)轉(zhuǎn).分析了隙控式全射流噴頭的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩和摩擦阻力矩,噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩由射流附壁時(shí)與射流元件側(cè)壁產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩,射流與出口蓋板的作用力矩組成,噴頭的摩擦阻力矩由空心軸端面摩擦阻力矩,空心軸與軸套間的摩擦力矩,密封機(jī)構(gòu)摩擦阻力矩組成.根據(jù)動(dòng)量守恒方程推導(dǎo)出附壁射流中心線方程,得到中心線附壁點(diǎn)距離及附壁沖角的計(jì)算公式.推導(dǎo)了理論狀態(tài)下,附壁力矩最大值與結(jié)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系.由剛體轉(zhuǎn)動(dòng)定律計(jì)算出全射流噴頭的力矩公式及全射流噴頭步進(jìn)角度公式.

基于有限元分析技術(shù),建立臂架的有限元模型,在ansys軟件中對(duì)履帶起重機(jī)的起臂過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析.用link180單元模擬變幅拉板,利用其在溫度載荷下的變形特性,通過設(shè)置相關(guān)的線性熱膨脹系數(shù)和溫度載荷,使單元長(zhǎng)度勻速縮短,帶動(dòng)臂頭,完成起臂控制.以位移約束的方法代替常規(guī)載荷約束的方法,解決了起臂過程模擬中,由于拉板力大小和方向隨時(shí)間不斷變化,無法定義載荷步的問題.ansys軟件結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析模塊中含有瞬態(tài)分析模塊,可對(duì)履帶起重機(jī)起臂的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行模擬和有限元分析,為實(shí)際的履帶起重機(jī)起臂調(diào)試過程提供參考.

以振動(dòng)壓路機(jī)為例,對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)過程建立了三自由度線性動(dòng)力學(xué)方程,分別運(yùn)用歐拉數(shù)值積分法和頻域分析法進(jìn)行了仿真.仿真結(jié)果顯示,兩種方法計(jì)算出的壓路機(jī)系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果一致.數(shù)值積分法所得的系統(tǒng)響應(yīng)包含瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng),計(jì)算時(shí)間長(zhǎng),對(duì)初始條件要求嚴(yán)格;而頻域分析法得到的系統(tǒng)響應(yīng)只有穩(wěn)態(tài)響應(yīng),計(jì)算時(shí)間短,但對(duì)采樣頻率有一定的要求.

小型打樁機(jī)簡(jiǎn)介 小型打樁機(jī)是利用沖擊力將樁貫入地層的樁工機(jī)械。樁錘按運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源可分為落錘、 汽錘、柴油錘、液壓錘等。液壓錘的動(dòng)力來源是挖掘機(jī)。 由于工程地質(zhì)的原因，各種樁基在廣東都有所應(yīng)用，其中預(yù)應(yīng)力混凝土管樁作為一種較新 型的基樁，具有工程造價(jià)便宜、質(zhì)量可靠、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁已經(jīng)在廣東得 到了廣泛應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的打樁設(shè)備也隨之得到了發(fā)展，先進(jìn)的進(jìn)口打樁設(shè)備和有特色 的國(guó)產(chǎn)打樁設(shè)備都在預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工中發(fā)揮了重要作用，促進(jìn)了打樁市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展。本 文在此將介紹一種在國(guó)外已得到廣泛應(yīng)用的先進(jìn)的打樁設(shè)備的發(fā)展和應(yīng)用。 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 在20世紀(jì)70年代的歐洲，隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的逐步完善，曾經(jīng)是打樁市 場(chǎng)主力的柴油打樁錘由于其自身結(jié)構(gòu)無法解決的問題即噪聲、振動(dòng)和油煙污染問題而逐步被禁止 使用。而且由于熱容積和效率的限制，理論上講最大的柴油錘

本文利用ｄ’ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了單桿柔性機(jī)械的動(dòng)力學(xué)方程，并用模態(tài)展開法對(duì)其進(jìn)行了離散化。最后，給出了計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果。為進(jìn)一步開展多桿柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析其控制打下了基礎(chǔ)。

通過對(duì)顎式破碎機(jī)動(dòng)力學(xué)的研究,發(fā)現(xiàn)將顎式破碎機(jī)簡(jiǎn)化成四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析不能準(zhǔn)確的解決動(dòng)力學(xué)問題。以各構(gòu)件的實(shí)際情況進(jìn)行分析,加上工況下的破碎力建立動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用matlab編程求解,得出各約束反力最大值等,所得數(shù)據(jù)為顎式破碎機(jī)的后續(xù)優(yōu)化提供了依據(jù)。

本文利用ｄ＇ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了單桿柔性機(jī)械的動(dòng)力學(xué)方程。并用模態(tài)展開法對(duì)其進(jìn)行了離散化。最后，給出了計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，為進(jìn)一步開展多桿柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析其控制打下了基礎(chǔ)。

損傷粘彈性樁基的非線性動(dòng)力學(xué)行為——在有限變形的假設(shè)下，將孔洞作為一種分布損傷建立了粘彈性地基上具有損傷的粘彈性timoshenko梁的靜／動(dòng)力學(xué)行為的初邊值問題，并用此來模擬土中具有損傷的樁基非線性動(dòng)力學(xué)行為，其中，本構(gòu)模型是用具有孔洞的粘彈性固體的...

運(yùn)用非線性有限元法,采用三維殼單元shell93和空間梁?jiǎn)卧猙eam189,利用耦合和約束理論,在ansys中建立金屬軟管的有限元模型,對(duì)金屬軟管進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)有限元分析,得到金屬軟管在一個(gè)周期內(nèi)的阻尼迴滯曲線以及動(dòng)態(tài)響應(yīng),并將計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,證明了有限元建模及其計(jì)算結(jié)果的正確性,為金屬軟管的力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析以及將來的壽命分析的研究提供了參考。

針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsns)容易被惡意攻擊的問題,引入獎(jiǎng)勵(lì)因子與懲罰因子,提出一種wsns防御系統(tǒng)與惡意節(jié)點(diǎn)的博弈模型。通過對(duì)模型的量化分析,計(jì)算出博弈雙方的收益函數(shù),根據(jù)復(fù)制動(dòng)態(tài)原理,進(jìn)行演化動(dòng)力學(xué)分析。給出博弈雙方的演化穩(wěn)定策略,揭示攻防雙方策略選擇的規(guī)律,為wsns防御機(jī)制設(shè)計(jì)提供理論參考。數(shù)值實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了演化穩(wěn)定策略命題的正確性和獎(jiǎng)勵(lì)因子、懲罰因子的有效性。