振動沉拔樁機實驗樣機的動力學(xué)特性分析與仿真.pdf

1、隨著高層建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，施工中對于樁基礎(chǔ)的技術(shù)要求越來越高，傳統(tǒng)的靜力壓樁施工技術(shù)，由于其工作原理的局限性，正在面臨著一定的考驗。新型振動沉拔樁機憑借其獨特的性能和優(yōu)勢，已逐漸成為各國研究和發(fā)展的重點。國外已經(jīng)具有成熟的產(chǎn)品，但是，在沉樁理論、沉樁阻力、產(chǎn)品動態(tài)特性等方面的研究遠遠不夠，對于施工時的沉樁質(zhì)量、工作效率以及施工成本帶來一些制約作用。
　　本文以振動沉拔樁機實驗樣機為研究對象，從力學(xué)、摩擦學(xué)和非線性振動理論的基本原

2、理出發(fā)，分別通過理論推導(dǎo)、動態(tài)仿真、有限元分析以及試驗方法研究了樁機整機的動態(tài)特性。主要研究內(nèi)容包括：⑴從沉樁時土層的極限動應(yīng)力狀態(tài)和剪切動強度理論出發(fā)，建立了沉樁樁端土層達到極限破壞的剪切動應(yīng)力的力學(xué)模型，并推導(dǎo)出使樁貫入土層所必須具有的沖擊力和沉樁樁周面摩擦阻力的解析表達式。以此為基礎(chǔ)，對振動沉拔樁機實驗樣機的動力學(xué)行為進行分析，建立樁-土系統(tǒng)動力學(xué)模型，列出振動沉樁系統(tǒng)動力學(xué)方程，并利用非線性振動理論方法，得出系統(tǒng)模型的解析解。⑵

3、在動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，使用AMEsim建模仿真軟件，對實驗樣機進行動態(tài)仿真分析，研究了在一定的激振頻率和不同沉樁環(huán)境下的樁機動態(tài)性能，分析了沉樁位移、速度、樁端阻力、樁側(cè)摩擦阻力隨時間變化的規(guī)律。重點對樁，土接觸面樁端阻力和樁側(cè)摩擦阻力的非線性特性，進行了研究。⑶建立了振動沉拔樁機實驗樣機整機有限元模型，并進行動態(tài)特性分析，得到整機前四階固有頻率和振型。⑷以樁機樣機為研究對象，通過試驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)，采用帶導(dǎo)桿的試驗?zāi)Ｐ团c不帶導(dǎo)桿的試驗?zāi)?/p>