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特种桩机上车的力学建模与仿真分析

陈宁  
【摘要】:近年来随着风电产业的快速发展,滩涂区域风力资源的开发越发炙手可热,而其恶劣的自然环境阻止了丰富风能的开发,解决问题的关键就是研发有效的滩涂风机安装配套设备,特种桩机作为其中的一员,完成滩涂区域的桩基础施工。 特种桩机可分为上部工作装置和履带底盘,采用模块化设计,本文主要研究上部工作装置部分,主要的研究内容如下: 首先根据设计要求,完成特种桩机的概念化设计;根据现场的实验数据,初步完成柴油锤的选型;接着根据柴油锤和PHC桩的相关尺寸确定桅杆的长度,选取合理的截面形式;同时考虑不同导轨形式对桅杆变形的影响,完成初步的桅杆设计;对于优化后的模型,进行了受力分析,完成变幅机构油缸的选型以及运动参数的确定,同时对整机重要性能参数进行了校核。 初始桅杆设计上部变形量较大,不能满足使用要求,对常用的两种加强方式做一对比,同时考虑工艺性的影响,确定了加双斜撑的加强方案。在满足使用要求的基础上合理安排桅杆油缸和斜撑的装配尺寸,使得结构获得更优化的配置。然后对桅杆进行模态分析,考虑打桩锤的击桩频率对桅杆变形的影响。 最后是对变幅调整工况的运动学、动力学解析分析和软件仿真,主要研究各部件质心的运动特性和各铰接点的受力变化曲线,研究变幅机构的特性以及变幅角度对铰接点受力的影响,指导产品操作,更加可靠的作业。


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