减振设计是结构设计的重要内容之一,优化设计可在设计阶段通过对设计模型的定量修改获得理想的减振效果。基于有限元直接法计算振动板的频率响应,以板局部厚度为设计变量,计算了振动速度对局部板厚度的灵敏度;以振动板各节点振动速度的平方和最小化为目标,建立了减小振动板振动速度的减振优化数学模型,用可行方向法实现了优化。以一两端固支矩形板的振动为研究算例,对其在1Hz~200Hz的振动实施了优化;优化后振动板各节点在研究频率内的振动速度都得到了降低,降低最大值达0.311m/s。实例结果表明,优化设计通过对结构重量的重新分布可在结构重量相对不变的情况下,在一较宽频段内均得到减振效果。
为修复水泥混凝土路面DBI施工对接缝部位混凝土产生的扰动破坏,在滑模摊铺机后部增设两块振动平板进行补振。根据振动传播理论,为保证混凝土中粗集料获得最佳振动,提出选用2 300~3 000次/min的振动频率。按有效振动液化原理提出了振动颗粒极限振幅的确定方法。从有效振动深度等边界条件提出振动电机偏心矩的确定方法。结合广东省粤赣高速公路某标段滑模摊铺施工,进行了振动板的实例设计,工程应用表明,振动板能有效消除接缝部位混凝土的缺陷,传力杆牢固可靠;路面平整度显著提高,平整度合格率达到91%以上,比没有加装振动板的标段高23%。
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