雙頻合成振動壓實方法的試驗研究.pdf

1、為了強化壓實過程，本文提出多頻合成振動壓實方法，即任一時刻有多個激振頻率及其對應的振幅同時作用于被壓實材料，使被壓實材料大小不同的顆粒處于共振狀態(tài)，且顆粒間的摩擦作用減小，為有效壓實創(chuàng)造了有利條件，其中，雙頻合成振動壓實是一種簡單而有效的壓實方法。由頻率合成分析可知，雙頻合成振動的兩個簡諧分量應與被壓實材料固有頻率的主要成分相適應，如一個為適合壓實表面層的高頻低幅分量，如頻率取36～65Hz，振幅取0.4～0.8mm；另一個為適合壓實中

2、下層的低頻高幅分量，如頻率取20～30Hz，振幅取0.8～2.0mm。 論文提出“在合理的工作速度下，上中下各層的壓實度同時滿足要求”的參數優(yōu)化目標，設計了雙頻合成振動壓實樣機，利用正交試驗方法對樣機的頻率及頻率比、振幅及振幅比和相位參數等進行了試驗，結果是兩個頻率的相位差及頻率比對壓實效果的影響最明顯；兩頻率成分的振幅及其振幅比對壓實效果的影響較明顯；兩頻率成分的頻率值對壓實效果的影響不大；激振器的相位對壓實效果的影響較小。本

3、次試驗的較佳參數組合是：低頻頻率取24Hz，頻率比取1∶3，低頻振幅取1.0mm，振幅比取2∶1，兩頻率的相位差取0°，激振器初始相位取90°。 在參數優(yōu)化試驗的基礎上對樣機進行了性能試驗。在同等試驗條件下，與同等規(guī)格的普通單頻振動壓路機相比，在表層壓實度高3.36％，在下層壓實度高4.28％，達到相同壓實度所需的壓實遍數少1/3。說明樣機不但具有良好的整體壓實效果，而且具有明顯的深層壓實優(yōu)勢，同時具有較高的生產率。選取黃土和粉

4、土進行了樣機的壓實適應性試驗。試驗結果顯示樣機對所選的幾種壓實材料都具有良好的壓實效果，在振動壓實12遍后，黃土的表層壓實度為87.04％，下層壓實度為76.34％；粉土的表層壓實度為90.25％，下層壓實度為86.08％。表明雙頻合成振動壓實對被壓實材料具有較好的適應性。 對試驗中得到的動態(tài)信號進行了處理和分析。加速度信號分析表明：隨壓實遍數的增加，加速度幅值與功率譜值呈先增加后基本穩(wěn)定的趨勢；與單頻振動壓實相比，雙頻合成振動

5、壓實能量集中在兩個工作頻率處，具有多頻多幅的特點。土壓力信號分析表明：與普通振動壓路機相比，壓力沿深度衰減較慢，且深層壓力增長明顯。動態(tài)信號分析結果證明了多頻合成振動壓實的優(yōu)勢。 建立了二自由度系統(tǒng)的動力學模型，對壓實過程進行了動力學仿真研究。利用加速度值和系統(tǒng)固有頻率的實測結果分別對土壤剛度和阻尼進行了識別。壓實過程的仿真結果與試驗結果相近，動態(tài)響應分析結果表明低頻頻率的取值應比系統(tǒng)的二階固有頻率稍高，頻率比應取2.5左右。綜