雙頻合成振動壓實方法的試驗研究.pdf

1、為了強化壓實過程，本文提出多頻合成振動壓實方法，即任一時刻有多個激振頻率及其對應(yīng)的振幅同時作用于被壓實材料，使被壓實材料大小不同的顆粒處于共振狀態(tài)，且顆粒間的摩擦作用減小，為有效壓實創(chuàng)造了有利條件，其中，雙頻合成振動壓實是一種簡單而有效的壓實方法。由頻率合成分析可知，雙頻合成振動的兩個簡諧分量應(yīng)與被壓實材料固有頻率的主要成分相適應(yīng)，如一個為適合壓實表面層的高頻低幅分量，如頻率取36～65Hz，振幅取0.4～0.8mm；另一個為適合壓實中

2、下層的低頻高幅分量，如頻率取20～30Hz，振幅取0.8～2.0mm。 論文提出“在合理的工作速度下，上中下各層的壓實度同時滿足要求”的參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)計了雙頻合成振動壓實樣機，利用正交試驗方法對樣機的頻率及頻率比、振幅及振幅比和相位參數(shù)等進(jìn)行了試驗，結(jié)果是兩個頻率的相位差及頻率比對壓實效果的影響最明顯；兩頻率成分的振幅及其振幅比對壓實效果的影響較明顯；兩頻率成分的頻率值對壓實效果的影響不大；激振器的相位對壓實效果的影響較小。本

3、次試驗的較佳參數(shù)組合是：低頻頻率取24Hz，頻率比取1∶3，低頻振幅取1.0mm，振幅比取2∶1，兩頻率的相位差取0°，激振器初始相位取90°。 在參數(shù)優(yōu)化試驗的基礎(chǔ)上對樣機進(jìn)行了性能試驗。在同等試驗條件下，與同等規(guī)格的普通單頻振動壓路機相比，在表層壓實度高3.36％，在下層壓實度高4.28％，達(dá)到相同壓實度所需的壓實遍數(shù)少1/3。說明樣機不但具有良好的整體壓實效果，而且具有明顯的深層壓實優(yōu)勢，同時具有較高的生產(chǎn)率。選取黃土和粉

4、土進(jìn)行了樣機的壓實適應(yīng)性試驗。試驗結(jié)果顯示樣機對所選的幾種壓實材料都具有良好的壓實效果，在振動壓實12遍后，黃土的表層壓實度為87.04％，下層壓實度為76.34％；粉土的表層壓實度為90.25％，下層壓實度為86.08％。表明雙頻合成振動壓實對被壓實材料具有較好的適應(yīng)性。 對試驗中得到的動態(tài)信號進(jìn)行了處理和分析。加速度信號分析表明：隨壓實遍數(shù)的增加，加速度幅值與功率譜值呈先增加后基本穩(wěn)定的趨勢；與單頻振動壓實相比，雙頻合成振動

5、壓實能量集中在兩個工作頻率處，具有多頻多幅的特點。土壓力信號分析表明：與普通振動壓路機相比，壓力沿深度衰減較慢，且深層壓力增長明顯。動態(tài)信號分析結(jié)果證明了多頻合成振動壓實的優(yōu)勢。 建立了二自由度系統(tǒng)的動力學(xué)模型，對壓實過程進(jìn)行了動力學(xué)仿真研究。利用加速度值和系統(tǒng)固有頻率的實測結(jié)果分別對土壤剛度和阻尼進(jìn)行了識別。壓實過程的仿真結(jié)果與試驗結(jié)果相近，動態(tài)響應(yīng)分析結(jié)果表明低頻頻率的取值應(yīng)比系統(tǒng)的二階固有頻率稍高，頻率比應(yīng)取2.5左右。綜