新型擠擴(kuò)變徑灌注樁成型機(jī)CAE研究.pdf

1、新型擠擴(kuò)變徑灌注樁成型機(jī)是用來形成擠擴(kuò)變徑樁的一種樁工機(jī)械，是一種全新的擠擴(kuò)設(shè)備，許多問題等待人們?nèi)ヌ剿骱脱芯俊?本文首先介紹了擠擴(kuò)變徑樁成型機(jī)的研究發(fā)展歷程及當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，具體介紹了新型擠擴(kuò)變徑灌注樁成型機(jī)工作裝置，并指出變徑樁成型機(jī)研究中存在的問題。新型擠擴(kuò)變徑灌注樁成型機(jī)在工作中的主要負(fù)荷是土層對(duì)擠擴(kuò)裝置的擠擴(kuò)臂的擠擴(kuò)阻力，由于土體的復(fù)雜性，人們對(duì)擠擴(kuò)臂與土壤間受力變形的規(guī)律缺乏應(yīng)有的研究，目前設(shè)計(jì)多基于經(jīng)驗(yàn)和類比。

2、而擠擴(kuò)臂作為主要的功率輸出和受力部件，其強(qiáng)度和剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求，將直接影響樁成型機(jī)的使用壽命和變徑灌注樁承力盤的質(zhì)量。 本文針對(duì)這些問題，從五個(gè)方面進(jìn)行了深入研究。本文首先從土的本構(gòu)關(guān)系出發(fā)，對(duì)工程計(jì)算中應(yīng)用較廣的幾種彈塑性模型的屈服準(zhǔn)則進(jìn)行分析和比較，最終選用Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則確定了樁基土體本構(gòu)模型。然后借助國(guó)際上先進(jìn)的CAE軟件-ANSYS，利用土塑性力學(xué)圓孔擴(kuò)張理論，首次將有限元方法應(yīng)用到新型擠擴(kuò)變徑

3、灌注樁成型機(jī)的擠擴(kuò)效應(yīng)的研究，對(duì)新型擠擴(kuò)變徑灌注樁成型機(jī)的擠擴(kuò)效應(yīng)進(jìn)行彈塑性的非線性有限元分析，建立了土壤擠壓計(jì)算有限元模型，得出各類土中樁孔壁土的徑向位移S與徑向擠壓應(yīng)力P的關(guān)系曲線，反映了土體在擠擴(kuò)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，對(duì)幾類工程土樣的P-S曲線變化規(guī)律綜合圖進(jìn)行了分析和比較，得出一些有益的結(jié)論，為分析擠擴(kuò)臂強(qiáng)度以及進(jìn)一步的試驗(yàn)、理論研究提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。另外，根據(jù)有限元數(shù)值模擬結(jié)果獲得的位移－載荷數(shù)據(jù)列表，用MATL

4、AB軟件擬和出幾種代表性的工程土樣的P-S曲線方程。然后，本文對(duì)新型擠擴(kuò)變徑灌注樁成型機(jī)工作機(jī)構(gòu)整機(jī)及各構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)分析，建立機(jī)構(gòu)力學(xué)模型和力學(xué)方程，并推導(dǎo)了擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)在不同土質(zhì)中工作阻力和液壓驅(qū)動(dòng)力隨擠擴(kuò)臂位移的變化規(guī)律曲線；確定擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)在密實(shí)細(xì)砂中的擠擴(kuò)作業(yè)終止位置為擠擴(kuò)臂的最大受力工況位置，并求出擠擴(kuò)臂在最大工況位置的載荷和反力值，為擠擴(kuò)裝置的優(yōu)化和改進(jìn)提供一定的理論依據(jù)。在上述四方面研究成果的基礎(chǔ)之上，本文應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)擠擴(kuò)