【摘 要】
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混凝土是应用最广泛的土木工程材料之一,国家要求制备高性能混凝土的同时节约资源、保护环境。双卧轴振动搅拌机是基于振动搅拌理论的高性能混凝土生产设备,在国内外尚处于推
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混凝土是应用最广泛的土木工程材料之一,国家要求制备高性能混凝土的同时节约资源、保护环境。双卧轴振动搅拌机是基于振动搅拌理论的高性能混凝土生产设备,在国内外尚处于推广应用阶段,但在工程施工中已呈现出明显的技术优势。因此,对双卧轴振动搅拌机的研究分析具有较强的现实意义和工程应用价值。本文通过试验及ANSYS有限元软件对双卧轴振动搅拌机主要部件进行了振动响应及振动特性的研究分析。主要研究内容如下:1.建立了振动搅拌装置的三维模型,进行了模态分析与技术改进。建立了模型,分析了支撑的等效刚度,通过模态分析得到了前六阶模态振型及频率。各阶模态频率与工作频率相差较大,不会引起共振。前两阶模态频率较低（15.739Hz、18.841Hz）,起振阶段会经过共振区。分别采用改变支撑刚度、改变激振方式、改变轴的结构三种方式对振动轴进行了改进及分析,其中改变激振方式可以将一阶模态频率提升至86.6Hz。2.进行了振动搅拌装置稳态和瞬态的振动响应分析。进行谐响应分析,对比分析了不同激励下的响应,分析出2mm为较适宜的激励位移。对装置的危险状态进行瞬态分析,得到了振动搅拌装置的瞬态响应,校核了结构的强度。3.设计了双卧轴振动搅拌机的试验方案,获取了不同工况下主要部件的振动信号,并进行了处理分析。试验以搅拌机自身的激振装置为激励源,以不同工况、不同部件分组,获取了多个测点的振动信号。4.起振停振阶段搅拌轴振动较剧烈,对其进行时频域分析得到了该阶段信号特征。起振时的频率特征与模态分析结果相近,验证了仿真的正确性。起振、停振阶段均有显著的振动峰值,搅拌轴停振时振动较剧烈,该阶段加速度最大值为101.8m?s-2,位移峰值为4.96mm。5.对搅拌轴稳定振动状态下的振动信号进行了时域、频域分析,揭示了搅拌轴振动规律、轴心轨迹规律,以合理的指标评价了搅拌机的振动性能。稳定振动阶段,搅拌轴的加速度呈两端较小中部较大的分布规律,加速度均超过20 m?s-2,符合设计要求。振动能量集中于各自的工作频率:29.3Hz、31.25 Hz。加速度信号二次积分得到位移,由此计算得到振动强度,其最大值为3.5,符合设计要求。6.得到了搅拌臂的振动参数及振动响应特性。稳定振动时,搅拌臂的振动强度与搅拌轴接近,且能量集中于工作频率;搅拌轴两端的搅拌臂振动较弱,中部的搅拌臂振动较强,加速度最大值为28.8 m?s-2;搅拌臂顶部振幅较大,略大于1mm。
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