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毕业设计 振荡压路机压实动力学及压实过程控制关键技术的研究

  • 简介:毕业设计 振荡压路机压实动力学及压实过程控制关键技术的研究,共129页,摘要,振荡压路机是用一种新的思路和技术来实现振动压实工艺的路面压实机械。它利用激发被压材料颗粒发生水平振动,从而可以如垂直振动压实一样来削弱被压实
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适用专业:机械设计及理论
适用年级:大学
论文编号:110446

论文简介:
  毕业设计 振荡压路机压实动力学及压实过程控制关键技术的研究,共129页
   摘要
   振荡压路机是用一种新的思路和技术来实现振动压实工艺的路面压实机械。它利用激发被压材料颗粒发生水平振动,从而可以如垂直振动压实一样来削弱被压实材料颗粒之间的联系,使之重新排列而变得更加密实。在确立的振荡轮与被压实材料相互作用的动力学模型基础上,进行了参数动态识别确定和振荡压路机样机的现场试验。测试了振荡压实样机的幅频特性;对国内外振荡与振动两种压路机对压实效果的影响进行了对比试验研究。在大量现场试验的基础上,分析了影响振荡压实度的主要工作参数;提出了评价路面压实质量的优化标准,建立了比压实功的优化控制模型和在能量平衡基础上的压实过程智能控制的目标函数。通过对国内外现有压路机智能压实控制策略的分析,以崭新的思路提出了基于能量平衡基础上的以单位体积压实材料所吸收的压实功最大且整个压实过程所用时间最短为目标的振荡压实自动化和智能化压实控制的新的控制策略,并指明了其技术实现的方法和途径。
   在上述研究基础上,得出了如下结论:
   l、对影响振动和振荡压路机压实效果的主要工作参数:振幅、频率、碾压速度和碾压遍数所进行的大量现场试验研究表明,对压实效果和压实质量的评价不仅要看铺层的平均压实度,而且还要看压实度的均匀性。因此,希望获得良好的压实质量不仅要防止压实不足,而且还要防止出现过度压实的问题。
   2、在上述研究成果的基础上提出了评价路面压实质量的优化标准,即在整个压实过程中应使施加给铺层的振动能量与混合料吸收有效压实功的能力保持平衡,以保证铺层既不会出现压实不足又不致造成过度压实。这一结论为迸一步建立压实过程智能化控制的优化目标提供了依据。
   3、在不同激振能量(不同的名义振幅和激振频率)和不同的碾压遍数(不同的刚度和阻尼)下对振荡轮与热沥青混合料相互作用的振幅一频率特性与密度一频率特性所进行的大量试验研究与对比分析得出了一系列对制订智能化压实过程的优化控制策略
   具有重要指导意义的结果。它们包括:
   (1)不论对于不同的名义振幅还是不同的压实遍数,在幅频特性和密度频率特性之间都有着良好的相关关系,亦即二条特性曲线上与最大振幅和最大密度对应的频率是相同的,而二条曲线的走势则是相似的。这表明利用幅频特性来预测压实度随频率而变化的关系是可行的。
   (2)在不同的激振振幅和不同压实遍数下的试验结果都显示了与最大实际振幅和最大压实度对应的最佳激振频率的变化范围是很小的(27 Hz~31 Hz),这一结果为在实际压实过程中搜索最佳频率指出了方向(缩小了搜索的范围和加强了针对性)。
   (3)计算机仿真的幅频特性和实际测定的幅频特性都显示了在小于最大振幅频率的一方,幅频特性有一急剧下降的低谷,而在大于这一频率的一方,频率的增加对振幅的影响要平缓得多,这表明最佳频率的选择应稍大于最大振幅的频率,以免由于偶然的因素而导致滑入低谷。这一结果为确定优化控制中设置频率的初始值提供了依据。
   4、在一个碾压遍数内,影响铺层压实质量的因素是激振振幅、频率和碾压速度,在研究三者之间相互关系的基础上得出了计算铺层单位长度吸收有效压实功(即比压实功)的公式和能量平衡方程,以及多遍压实的比压实功和能量平衡方程,为建立基于能量平衡基础上的优化目标函数奠定了理论基础。
   5、在分析滑转率、施加给铺层的激振能量、混合料吸收的有效压实功三者之间相互关系的基础上提出了在实际上的压实过程中评价能量平衡的准则。所提出的在实际碾压过程中实时检测滑转率和确定最佳滑转率的方法为在智能控制过程中评价是否达到能量平衡要求提供了手段。
   6、在上述理论和试验研究的基础上进行的振荡压实过程控制关键技术的研究取得了重要成果:建立了基于能量平衡基础上智能化控制的优化目标和相应的目标函数,制订了为实现这一优化目标函数的控制策略,并根据这一控制策略为智能控制器设计了自动控制的流程图。以上这些关键技术问题的解决为开发振荡压路机的智能化控制系统奠定了坚实的基础。
   所进行的研究,填补了国内在此方面的空白。其结论对国产振荡压路机及其智能化的进一步研究、生产与应用既有理论上的指导意义,更有工程上的直接应用价值。
   关键词:振荡压实;动力学模型;响应特性:现场试验;关键技术;智能控制
   ......


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