小型振动冲击式打桩机的非线性动力学分析

2004年3月农机化研究第2期　 -100- 　 振动沉拔桩机激振器的设计及动力学分析　 　 车仁炜，陆念力　 （哈尔滨工业大学　机电学院，黑龙江　哈尔滨　　１５０００１）　 　 ［摘　　要］　　提出了一种振动沉拔桩激振器的新的设计方法，给出了其工作原理，建立了振动模型，并对系 统进行了动力分析，得出了相关结论。　 ［关键词］　　交通运输工程；激振器；理论研究；　振动桩锤　 ［中图分类号］　　　ｕ４４５．３１　　　　　　［文献标识码］　　　ａ　　　　　　［文章编号］　　　１００３─１８８ｘ（２００４）０２─０１００─　 　 １　　前言　 自２０世纪５０年代建造武汉长江大桥时首次 使用苏制振动桩锤以来，振动沉拔桩机因构造简单、 操作方便，已成为我国桩基础施工的主要设备之一。 其中，振动桩锤又是沉拔桩机的主要工作部分，其 发展水平直接影响着沉拔桩机的

为了地下空间的有效合理开发、施工优化、确保工程顺利进行,必需对深埋隧道围岩的稳定性进行分析。基于快速拉格朗日法和非线性动力学方法对隧道围岩的能量耗散特性进行分析,论证了围岩体的能量分布是其应力分布的决定因素以及由于岩体单元应力状态的变化而发生屈服准则的改变是其破坏的根本原因。阐叙了围岩系统状态和最大lyapunov指数的关系,通过计算发现能量序列的最大lyapunov指数为负数时,系统处于有序的定常态,围岩发生了急剧的屈服破坏现象,而最大lyapunov指数为正数时,系统处于孕育变化的混沌状态,围岩处于相对稳定状态。

桥式起重机在起吊过程中,结构动力学特性复杂。以主梁薄弱截面(跨中)为研究对象,运用结构动力学理论,从桥式起重机起吊过程的特征出发,将起吊过程简化为二质量二自由度系统,并确立系统主要参数。运用该模型建立起吊过程各阶段系统的运动微分方程。最终求解得出起吊过程跨中的动位移时间函数,通过动位移时间函数得出预张紧阶段结束时间和最大动位移值。最后以某起重机为实例验证了动力学分析结论。

棱柱杆侵彻岩土的动力学分析——首先建立了计算撞击力的刚体一流体撞击模型和计算靶体变形的法向膨胀理论。在此基础上，根据动量定理和功能守恒定律，建立了棱柱杆侵彻岩土时的动力学模型。采用龙格一库塔方法对这些非线性动力学方程进行数值求解。由这些非线性...

叶轮机械的叶轮系统是典型的非线性多振子系统,其各组件的振动均具有耦合性包括叶片流固耦合。利用表征非线性动力学系统随机性的关联维对风机稳定运行下5个工况的叶轮轴向振动信号和叶轮出口气动信号量化结果发现:二者信号关联维曲线的走向一致,即双方信号整体结构变化具有一致性、互体现性。证明了利用叶轮机械的耦合振动信号对其进行监测具有可行性。但用同样的方法分析发现:风机启动时(非稳定工况)的五段信号不具备这样的特性。

冲击地压巷道围岩支护作用动力学分析——建立了冲击地压巷道围岩支护作用动力学模型，模型将上覆岩层简化为由多个质量块组成的块系，岩块简化为刚体，岩块间的连接简化为kelvin-voigt模型，把支护系统简化为弹簧和耗能阻尼器，初始岩块受冲击载荷作用。支护系...

以某3100teu巴拿马型集装箱船为例,建立集装箱船体全船结构三维有限元动力学分析的计算模型,对船体结构进行实特征值、有阻尼瞬态响应的计算分析;采用lanczos方法计算特征值;采用模态方法进行瞬态响应分析。分析结果表明,该船在运营过程中容易出现扭转振动,需要对驾驶甲板的侧翼结构进行修改设计,但其振动强度在总体上是可以接受的。

以轮式wz30-25型液压挖掘装载机为实例,基于多刚体系统动力学理论,在三组反铲机构液压缸的运动作用下,研究了挖掘装载机整机系统在铲斗斗齿切向产生的挖掘力响应。在斗杆液压缸挖掘和铲斗液压缸挖掘两种工况下,进行了挖掘力响应分析。在各工况下,影响挖掘力的重要参数有很多,包括液压系统的压力、液压缸的尺寸、各液压缸间的相互作用力、整机稳定性和地面附着性能。将推导这些因素和最大挖掘力之间的函数关系。

针对非线性动力学行为的特点,利用计算机仿真技术,应用数学微分方程理论以及matlab软件对超混沌类lorenz系统的非线性动力学行为及其计算机仿真情况展开具体分析与探索,包括lorenz系统数学模型及其吸引子、lyapunov指数和维数、时序波形、功率谱、poincare映射,以及lorenz平衡点等。结合3种情况对超混沌类lorenz系统的计算机仿真进行分析,整体研究成果为同步加密通信工程应用、混沌控制等提供了一定理论依据和实践支持,具有积极的理论与实践意义。

多电机同步联动系统的动力学分析与建模

为了对高速公路护栏系统开展全面的冲击动力学分析及其优化设计,建立了高速公路波形梁护栏系统受冲击荷载作用的有限元模型,并对建立的护栏系统模型进行了合理性的检验。采用femb软件作为前处理软件,首先根据行业规范建立起包含波形护栏梁、防阻块以及立柱的护栏系统有限元模型,将建立好的三跨缩比护栏系统的有限元模型在冲击条件下与相应的冲击试验进行对比分析,检验了模型的有效性。由于真实护栏系统是多跨连续的,通过对比不同跨数的模型在冲击条件下的结果,确定了足够反映真实多跨连续护栏的合理跨数。结果表明,建立的有限元模型可准确有效地反映真实护栏系统的特性,可用于护栏系统的冲击动力学分析及其优化设计。

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针对隙控式全射流喷头在恶劣工作条件下出现的附壁力小、驱动力矩小等不足,研究了获得射流元件的最大附壁驱动力矩和减小摩擦阻力矩的方法,对射流元件进行优化设计,以保证喷头的正常运转.分析了隙控式全射流喷头的转动驱动力矩和摩擦阻力矩,喷头转动驱动力矩由射流附壁时与射流元件侧壁产生的驱动力矩,射流与出口盖板的作用力矩组成,喷头的摩擦阻力矩由空心轴端面摩擦阻力矩,空心轴与轴套间的摩擦力矩,密封机构摩擦阻力矩组成.根据动量守恒方程推导出附壁射流中心线方程,得到中心线附壁点距离及附壁冲角的计算公式.推导了理论状态下,附壁力矩最大值与结构尺寸之间的关系.由刚体转动定律计算出全射流喷头的力矩公式及全射流喷头步进角度公式.

基于有限元分析技术,建立臂架的有限元模型,在ansys软件中对履带起重机的起臂过程进行动力学分析.用link180单元模拟变幅拉板,利用其在温度载荷下的变形特性,通过设置相关的线性热膨胀系数和温度载荷,使单元长度匀速缩短,带动臂头,完成起臂控制.以位移约束的方法代替常规载荷约束的方法,解决了起臂过程模拟中,由于拉板力大小和方向随时间不断变化,无法定义载荷步的问题.ansys软件结构动力学分析模块中含有瞬态分析模块,可对履带起重机起臂的动态过程进行模拟和有限元分析,为实际的履带起重机起臂调试过程提供参考.

以振动压路机为例,对振动压路机压实过程建立了三自由度线性动力学方程,分别运用欧拉数值积分法和频域分析法进行了仿真.仿真结果显示,两种方法计算出的压路机系统响应结果一致.数值积分法所得的系统响应包含瞬态响应和稳态响应,计算时间长,对初始条件要求严格;而频域分析法得到的系统响应只有稳态响应,计算时间短,但对采样频率有一定的要求.

小型打桩机简介 小型打桩机是利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。桩锤按运动的动力来源可分为落锤、 汽锤、柴油锤、液压锤等。液压锤的动力来源是挖掘机。 由于工程地质的原因，各种桩基在广东都有所应用，其中预应力混凝土管桩作为一种较新 型的基桩，具有工程造价便宜、质量可靠、施工速度快的优点。预应力混凝土管桩已经在广东得 到了广泛应用，预应力混凝土管桩的打桩设备也随之得到了发展，先进的进口打桩设备和有特色 的国产打桩设备都在预应力混凝土管桩施工中发挥了重要作用，促进了打桩市场的蓬勃发展。本 文在此将介绍一种在国外已得到广泛应用的先进的打桩设备的发展和应用。 预应力混凝土管桩 在20世纪70年代的欧洲，随着城市现代化的发展和环保法规的逐步完善，曾经是打桩市 场主力的柴油打桩锤由于其自身结构无法解决的问题即噪声、振动和油烟污染问题而逐步被禁止 使用。而且由于热容积和效率的限制，理论上讲最大的柴油锤

本文利用ｄ’ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了单杆柔性机械的动力学方程，并用模态展开法对其进行了离散化。最后，给出了计算机模拟结果。为进一步开展多杆柔性机械臂动力学分析其控制打下了基础。

为了实现风机在工作中状态监测以及故障早期发现定位。利用simulink快速仿真建立了齿轮传动过程中振动观测器,能够实时输出残差。通过对残差设置阈值实现了对风机齿轮箱工作状态的实时在线监测;发现故障后对信号进行深入分析时引入重分配小波尺度,从而实现了风机齿轮箱故障的快速识别以及定位。为了验证结论的可靠性在模型上添加仿真故障,验证了故障参数与残差信号以及系统特性之间的关系。从而为故障的早期发现以及故障发展预测提供了一种解决方法。

通过对颚式破碎机动力学的研究,发现将颚式破碎机简化成四连杆机构进行分析不能准确的解决动力学问题。以各构件的实际情况进行分析,加上工况下的破碎力建立动力学数学模型,运用matlab编程求解,得出各约束反力最大值等,所得数据为颚式破碎机的后续优化提供了依据。

本文利用ｄ＇ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立了单杆柔性机械的动力学方程。并用模态展开法对其进行了离散化。最后，给出了计算机模拟结果，为进一步开展多杆柔性机械臂动力学分析其控制打下了基础。

损伤粘弹性桩基的非线性动力学行为——在有限变形的假设下，将孔洞作为一种分布损伤建立了粘弹性地基上具有损伤的粘弹性timoshenko梁的静／动力学行为的初边值问题，并用此来模拟土中具有损伤的桩基非线性动力学行为，其中，本构模型是用具有孔洞的粘弹性固体的...

基于非线性钢丝绳隔振器的静态力学特性,引入了频率软化系数,建立了非线性动力学隔振模型.基于该模型研究了钢丝绳隔振器对冲击激励与随机激励的动态响应,对结果进行了讨论.理论分析与数值模拟表明:引入频率软化系数的隔振模型比传统的线性动力学模型具有更好的隔振效果,更加符合实际情况.