液壓錘錘擊系統(tǒng)性能仿真及墊層參數穩(wěn)健設計研究.pdf

1、液壓錘由于其噪聲低，污染少，能效高和施工適用性強等優(yōu)點，在樁基礎施工中得到了廣泛的應用。目前，國外對液壓錘的研究相對比較成熟，同時產品也形成了系列化;國內液壓錘設計理論落后，沒有成熟的產品。本文針對目前液壓錘錘擊系統(tǒng)設計及應用的不足，建立了錘擊系統(tǒng)有限元模型，分析了墊層、錘重與落高等參數對錘擊系統(tǒng)性能的影響，得到了最佳的參數范圍;并以在不同地質條件下對打樁作業(yè)影響最小為目標，對錘擊系統(tǒng)墊層參數進行了穩(wěn)健設計。本文的主要內容如下:

2、　　 首先，對液壓錘國內外研究現(xiàn)狀及錘擊系統(tǒng)設計理論等方面進行了分析，摒棄了傳統(tǒng)的使用經典牛頓碰撞理論研究錘擊過程，采用應力波理論分析了錘擊打樁過程中的錘擊應力，采用差分法求得了樁體的位移，并對錘擊系統(tǒng)性能評價參數進行了分析。
　　 其次，對錘擊系統(tǒng)在特定地質條件下錘擊打樁的動態(tài)過程使用非線性有限元分析軟件ABAQUS進行數值模擬分析。依照ZCY70型液壓打樁錘建立了錘擊系統(tǒng)有限元模型，采用罰函數法處理打樁過程中的動態(tài)接觸。分

3、析了墊層、錘重與落高等參數對錘擊系統(tǒng)性能的影響，得到了參數對錘擊系統(tǒng)性能的影響規(guī)律，確定了最佳參數范圍。
　　 再次，為提高錘擊系統(tǒng)在不同地質條件下打樁的可靠性要求，考慮在打樁過程中土層參數土體密度、體積模量以及摩擦角對錘擊性能的噪聲干擾，結合有限元仿真分析數據，以錘擊貫入度為目標，對目前常用的幾種墊層材料及厚度采用穩(wěn)健設計理論進行了分析，得到了墊層參數的最佳組合。
　　 最后，使用ZCY70液壓打樁錘樣機進行打樁試驗，