瀝青攤鋪機(jī)壓實(shí)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析及動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì).pdf

1、我國(guó)高速公路建設(shè)的發(fā)展對(duì)瀝青混凝土攤鋪機(jī)作業(yè)性能提出了更高的要求。攤鋪機(jī)熨平裝置性能的優(yōu)劣直接決定著攤鋪質(zhì)量，是影響瀝青路面壓實(shí)度、平整度的重要因素。施工應(yīng)用的攤鋪機(jī)絕大多數(shù)是雙振搗梁?jiǎn)握駝?dòng)熨平板式攤鋪機(jī)，具有高密實(shí)度、高平整度和減少壓實(shí)遍數(shù)等優(yōu)勢(shì)。但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，振搗梁在動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的慣性力對(duì)熨平板的振動(dòng)響應(yīng)造成不良影響，振搗梁慣性力和振動(dòng)器激振力的合力矩使熨平板工作仰角波動(dòng)，降低了路面的攤鋪質(zhì)量。隨著攤鋪機(jī)的攤鋪寬度越來(lái)越大，沿?cái)備?/p>

2、寬度方向，熨平板的振動(dòng)響應(yīng)不一致情況也更加嚴(yán)重，嚴(yán)重影響著攤鋪層的平整度。
　　目前國(guó)內(nèi)外對(duì)攤鋪機(jī)熨平裝置動(dòng)力學(xué)行為的系統(tǒng)研究還比較缺乏，僅有的一些研究都將熨平板作為單自由度剛體處理，未考慮熨平板自身的彈性變形和振動(dòng)的耦合作用，不能真實(shí)反映熨平板的振動(dòng)響應(yīng)特性；熨平裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中也未考慮設(shè)計(jì)參數(shù)導(dǎo)致振動(dòng)響應(yīng)的不均勻性。因此，開展熨平裝置壓實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)及動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的研究具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以攤鋪寬度為

3、9m的機(jī)械加寬式攤鋪機(jī)熨平裝置為研究對(duì)象，采用理論研究、數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)論證相結(jié)合的方法對(duì)熨平裝置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了研究，并將動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于熨平裝置的設(shè)計(jì)，提高攤鋪機(jī)作業(yè)性能。
　　將熨平板作為兩自由度剛體，建立壓實(shí)系統(tǒng)多剛體動(dòng)力學(xué)模型，研究振搗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)對(duì)熨平板振動(dòng)響應(yīng)的影響，分析了不同振搗梁相位關(guān)系引起的熨平板振動(dòng)響應(yīng)幅值的變化，確定了振搗梁相位角的推薦值；研究了振動(dòng)器安裝位置與熨平板縱向振動(dòng)響應(yīng)均勻性的關(guān)系，獲得了振動(dòng)

4、器的較佳安裝位置；研究在鋪層材料剛度系數(shù)較大的情況下，熨平板振動(dòng)響應(yīng)的特征以及鋪層材料剛度和振動(dòng)器激振力幅值對(duì)熨平板周期運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。
　　將熨平板作為柔性體，振搗梁作為剛體，基于柔性多體動(dòng)力學(xué)理論建立熨平板、振搗梁的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型。應(yīng)用有限元方法對(duì)熨平板進(jìn)行離散化，建立剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)方程。通過(guò)數(shù)值模擬，研究熨平板沿?cái)備亴挾确较蛏细鼽c(diǎn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)幅值的分布，以及振動(dòng)、振搗頻率、熨平板質(zhì)量、剛度和截面慣性矩、振搗梁相位角、振動(dòng)器

5、偏心軸相位差等參數(shù)對(duì)熨平板振動(dòng)不均性程度的影響。通過(guò)攤鋪機(jī)熨平裝置實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證理論分析方法的正確性。分析結(jié)果為熨平裝置進(jìn)行動(dòng)力修改，提高橫向振動(dòng)均勻性提供了參考。
　　在以上工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)熨平板關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)對(duì)各設(shè)計(jì)參數(shù)的靈敏度分析選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)變量；通過(guò)響應(yīng)面方法建立熨平板振幅差值、振幅均值和優(yōu)化變量間的函數(shù)關(guān)系；以熨平板振幅差值最小為優(yōu)化目標(biāo)，以振幅均值為約束條件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了熨平裝置較佳動(dòng)力學(xué)參數(shù)，大大提高了熨平