新型擠擴變徑灌注樁成型機CAE研究.pdf

1、新型擠擴變徑灌注樁成型機是用來形成擠擴變徑樁的一種樁工機械，是一種全新的擠擴設備，許多問題等待人們去探索和研究。 本文首先介紹了擠擴變徑樁成型機的研究發(fā)展歷程及當前國內外研究現狀，具體介紹了新型擠擴變徑灌注樁成型機工作裝置，并指出變徑樁成型機研究中存在的問題。新型擠擴變徑灌注樁成型機在工作中的主要負荷是土層對擠擴裝置的擠擴臂的擠擴阻力，由于土體的復雜性，人們對擠擴臂與土壤間受力變形的規(guī)律缺乏應有的研究，目前設計多基于經驗和類比。

2、而擠擴臂作為主要的功率輸出和受力部件，其強度和剛度是否滿足設計要求，將直接影響樁成型機的使用壽命和變徑灌注樁承力盤的質量。 本文針對這些問題，從五個方面進行了深入研究。本文首先從土的本構關系出發(fā)，對工程計算中應用較廣的幾種彈塑性模型的屈服準則進行分析和比較，最終選用Drucker-Prager屈服準則確定了樁基土體本構模型。然后借助國際上先進的CAE軟件-ANSYS，利用土塑性力學圓孔擴張理論，首次將有限元方法應用到新型擠擴變徑

3、灌注樁成型機的擠擴效應的研究，對新型擠擴變徑灌注樁成型機的擠擴效應進行彈塑性的非線性有限元分析，建立了土壤擠壓計算有限元模型，得出各類土中樁孔壁土的徑向位移S與徑向擠壓應力P的關系曲線，反映了土體在擠擴過程中的運動規(guī)律。在此基礎上，對幾類工程土樣的P-S曲線變化規(guī)律綜合圖進行了分析和比較，得出一些有益的結論，為分析擠擴臂強度以及進一步的試驗、理論研究提供科學依據和技術指導。另外，根據有限元數值模擬結果獲得的位移－載荷數據列表，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，本文對新型擠擴變徑灌注樁成型機工作機構整機及各構件進行力學分析，建立機構力學模型和力學方程，并推導了擠擴機構在不同土質中工作阻力和液壓驅動力隨擠擴臂位移的變化規(guī)律曲線；確定擠擴機構在密實細砂中的擠擴作業(yè)終止位置為擠擴臂的最大受力工況位置，并求出擠擴臂在最大工況位置的載荷和反力值，為擠擴裝置的優(yōu)化和改進提供一定的理論依據。在上述四方面研究成果的基礎之上，本文應用ANSYS軟件對擠擴