带撑拉杆的摊铺机熨平装置动力学分析
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变形减小 ， 向振幅变得 均匀 。 横 关 键 词： 摊铺机 ； 熨平板 ； 撑拉杆 ； 振幅 ； 变形
文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ２ ０３ （００ ０ －０ ８ ０ １７ －０ ２ ２ １ ）３ ０ ７ － ５ 中 图分 类 号 ：４ ５ ５ １ Ｕ １．２
熨平 板是 沥青混凝 土摊铺 机 的重要 工作装 置 ， 主要实 现 对沥 青 混凝 土 的整 平 和预 压 ， 其作 业性 能 直
Ａ Ｓ Ｓ进 行分 析 。在 试验 中 ， ＮＹ 熨平板 置 于轮 胎 之 上 ， 和地 面 之 间 是 弹性 连 接 ， 了在 仿 真 中模 拟 这 种 支 为
撑方式 ， 通过在熨平板模型的底板和地面之间建立 ３ ０个弹簧连接来实现 ， 单元类型采用 ｃｍ ｉ ４单元 。 ｏｂ ｌ ｎ 由于撑拉杆轴向支撑刚度较大 ， 为了方便测试撑拉杆结构对熨平板振动 的影响， 采用耦合节点 自由 度方式模拟拉杆支撑 ， 分别耦合所有撑拉杆两端连接处在垂直平面 内自由度 ， 中撑拉杆 同调整板连接 其 处 节点 自由度作 为 主 自由度 。熨平 板基本 段 与加 长 段 ， 长 段相 互 之 间采 用 粘 结操 作 来 模 拟螺 栓 连 接 ， 加
接影响路面铺筑质量¨ 。工作时 ， Ｊ 熨平板浮动在热沥青混合料上 ， 同时在振动装置激振力作用下振动 ， 并承受来 自 振捣装置惯性载荷的冲击。熨平板底部受热膨胀易造成两端翘曲， 影响路面铺筑质量。改善
熨 平板底 部翘 曲 的方法 有 ２种 ： 一是调 整撑拉 杆 预紧 力抑 制 翘 曲 ， 是 热变 形补 偿 。采 用热 变形 补 偿 二 法， 熨平 板受热 后 内应 力较低 、 平直度好 。振 捣不平 衡惯 性载荷 容易造 成熨平 板变形 和振 动 不均 ， 而撑 拉 杆 对熨平 板刚 度和平整 度有直 接影 响 ， 因此需 对撑拉 杆具 体作用 方式进 行研究 ， 以提 高熨平 板作业 质量 。
］其中 ，
为相邻振捣梁相位差 ， ∞为振捣轴旋转角速度 ， ２ｒ＝ ∞＝ ， ｒ ｆ
Ｕ Ｕ
为振捣梁
振动频率 ， 为振捣轴转速 ； 为右侧第 ｉ ／ ７ ， 段副振捣梁位移，Ｆ ＝ Ｆｎ ｔ ＋ Ｙ ｅｓ ［ ｔ 咖一（ 一１卢一ｒ２ ， 。 ｉＯ ） ， ］ 其中 ｒ ／ 咖为主副振 捣梁 相位差 ； 为左侧 第 ｉ 主振捣 梁位 移 ，ｚ ＝ Ｚｉ［ ｔ ＋（ 一１卢一＂ ２ ， 中 为 段 ｚ ｅｓ ｔ ＋ ｉ ｎＯ ｉ ） ｔ ］其 ｒ ／ 左右振捣梁相位差；Ｆ为右侧第 ｉ ＸＺ ｉ 段副振捣梁位移 ， ｆ ｅ ｉ［ ｔ 咖＋ ｔ ｉ １卢一ｒ２ ； 为主振捣 ＝ Ｆ ｎ ｔ ＋ Ｏ＋（ 一 ） ， ］ｅ 陀 ｓ Ｏ ｒ ／ ｚ
置如 图 ２所示 。 同时为 了测试 熨平 板振 动情 况 ， 在底 板横 向 中心线 处建 立均 匀布 置 的 ｌ 测点 ， 点 问 Ｏ个 测 隔 ５０ｍ ０ ｍ。利用谐 响应 分析 ， 别测试 熨平 板 在无 撑拉杆 作 用和撑 拉杆 作 用下 ， 动 频率 为 ４ 时 的 分 振 ０Ｈｚ
梁振 幅 ； ｅ 为副振 捣梁振 幅 ； 为侧 振捣 梁振捣 质量块 数 。
２ 熨 平 板垂 向变 形仿 真 分 析
２ １ 有 限元模型 建立 ．
以 ９ｍ 熨平 板 右侧 部 分 为研究 对 象 ， 通过 Ｐ Ｏ Ｅ建 立三 维模 型 并 简化 ， 后通 过 数据 交 换 将 导人 Ｒ／ 然
ｌ 振捣装置的不平衡惯性力
熨平 板在 振动过程 中受 到来 自振 捣 装 置 的 冲击作 用 ， 捣装 置 的不 平衡 惯 性 力直 接 影 响熨 平 板 振 振 动 。为 了减小振 捣装置 对熨平 装置 的影 响 ， 满足摊 铺质 量 的情 况下 ， 在 尽量采 取低频 振捣 ， 采取 合理 相 并 位 角来抵 消不平 衡惯性 力 。在 振捣梁悬 空 的情 况下 ， 振捣 梁在工 作 中产生 的垂 向总 惯性力 Ｐ（） ｔ为 Ｉ ６
带撑 拉杆 的摊 铺 机熨 平装 置 动 力学 分析
杨 力 超 ， 忠绪 ， 晓 晓 ， 晓辉 冯 武 雒
（ 长安大学 道路施工技术与装备教育部 重点 实验室， 陕西 西安 ７ Ｏ６ ） １Ｏ ４
摘要 ： 通过有 限元软件 Ａ Ｓ Ｓ分析了带撑 拉杆 的熨 平板在 振动装置 和振捣 装置共 同作用下 的结构 动力学 响 ＮＹ 应 。仿真结果表明， 熨平板垂 向撑拉杆能够有效提 高熨平 板垂 向刚 度 ， 当改 变撑拉杆作用 位置后 ， 熨平板垂 向
收 稿 日期 ：００ ０ — ９ ２１— ７ ２
作者简介： 力超（ ９４ ） 男， 杨 １８一 ， 河北邢台人 ， ￣ － Ａ学硕士研 究生， ￣４ 主要研 究方向为工程机械理论与作 业质量控制．
笙 塑
堑 塑竺！燮 堑塑 塑 ± 篁 兰 堑 堂 垫 丝 茎 坌
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Ｐ（）＝ ｍｚ 莺Ｙ＋ ｚ ）＋ ｍＦ 莺 Ｙ＋莺 ） ｔ ｚ 露 （ （ Ｆ ｌ ，
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式中 ｍ ｉ 为第 ｉ 段主振捣梁质量 ； ｍ 为第 段副振捣梁质量 ； ｉ 为右侧第 段主振捣梁位移，Ｚ ＝ ，ｎ Ｘ ｅｉ Ｔ ｓ
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［ ￡ （一 ） ∞ 一 ｉ １ 一
熨平 板 本身 采用 ｓｌ４ ｏｄ５单元 划分 网格 ｉ
２ ２ 振 动器 独立 工作 时仿 真分 析 ．
。 网格划 分 图如 图 １ 示 。 所
熨平板网格划分完成后进行边界条件设置， 对地面弹簧底端采用固定约束。熨平板同大臂连接处约 束水平方向自由度 。然后将各振动装置产生的激振力分 ８份 ， 均匀施加在振动装置底座上， 边界条件设
第１卷 第３ ８ 期
２１ ００年 ９月
山东交通学院学报
Ｊ Ｕ ＮＡ ＦＳ Ａ ＯＮ Ｉ Ｏ Ｏ Ｇ ＵＮＶ Ｒ ＩＹ Ｏ Ｒ ＬＯ Ｈ ＮＤ ＧＪＡ Ｔ Ｎ ＩＥ ＳＴ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ３ １ １ ．
Ｓｐ２ ０ ｅ Leabharlann Baidu ０１
Ｄ Ｉ１．９ ９ ｊｉ ｎ １７ －０ ２ ２ １ ．３０ ６ Ｏ ：０ ３ ６／．ｓ ．６ ２ ０ ３ ．０ ０ ０ ． １ ｓ
文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ ２ ０３ （００ ０ －０ ８ ０ １７ －０ ２ ２ １ ）３ ０ ７ － ５ 中 图分 类 号 ：４ ５ ５ １ Ｕ １．２
熨平 板是 沥青混凝 土摊铺 机 的重要 工作装 置 ， 主要实 现 对沥 青 混凝 土 的整 平 和预 压 ， 其作 业性 能 直
Ａ Ｓ Ｓ进 行分 析 。在 试验 中 ， ＮＹ 熨平板 置 于轮 胎 之 上 ， 和地 面 之 间 是 弹性 连 接 ， 了在 仿 真 中模 拟 这 种 支 为
撑方式 ， 通过在熨平板模型的底板和地面之间建立 ３ ０个弹簧连接来实现 ， 单元类型采用 ｃｍ ｉ ４单元 。 ｏｂ ｌ ｎ 由于撑拉杆轴向支撑刚度较大 ， 为了方便测试撑拉杆结构对熨平板振动 的影响， 采用耦合节点 自由 度方式模拟拉杆支撑 ， 分别耦合所有撑拉杆两端连接处在垂直平面 内自由度 ， 中撑拉杆 同调整板连接 其 处 节点 自由度作 为 主 自由度 。熨平 板基本 段 与加 长 段 ， 长 段相 互 之 间采 用 粘 结操 作 来 模 拟螺 栓 连 接 ， 加
接影响路面铺筑质量¨ 。工作时 ， Ｊ 熨平板浮动在热沥青混合料上 ， 同时在振动装置激振力作用下振动 ， 并承受来 自 振捣装置惯性载荷的冲击。熨平板底部受热膨胀易造成两端翘曲， 影响路面铺筑质量。改善
熨 平板底 部翘 曲 的方法 有 ２种 ： 一是调 整撑拉 杆 预紧 力抑 制 翘 曲 ， 是 热变 形补 偿 。采 用热 变形 补 偿 二 法， 熨平 板受热 后 内应 力较低 、 平直度好 。振 捣不平 衡惯 性载荷 容易造 成熨平 板变形 和振 动 不均 ， 而撑 拉 杆 对熨平 板刚 度和平整 度有直 接影 响 ， 因此需 对撑拉 杆具 体作用 方式进 行研究 ， 以提 高熨平 板作业 质量 。
］其中 ，
为相邻振捣梁相位差 ， ∞为振捣轴旋转角速度 ， ２ｒ＝ ∞＝ ， ｒ ｆ
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为振捣梁
振动频率 ， 为振捣轴转速 ； 为右侧第 ｉ ／ ７ ， 段副振捣梁位移，Ｆ ＝ Ｆｎ ｔ ＋ Ｙ ｅｓ ［ ｔ 咖一（ 一１卢一ｒ２ ， 。 ｉＯ ） ， ］ 其中 ｒ ／ 咖为主副振 捣梁 相位差 ； 为左侧 第 ｉ 主振捣 梁位 移 ，ｚ ＝ Ｚｉ［ ｔ ＋（ 一１卢一＂ ２ ， 中 为 段 ｚ ｅｓ ｔ ＋ ｉ ｎＯ ｉ ） ｔ ］其 ｒ ／ 左右振捣梁相位差；Ｆ为右侧第 ｉ ＸＺ ｉ 段副振捣梁位移 ， ｆ ｅ ｉ［ ｔ 咖＋ ｔ ｉ １卢一ｒ２ ； 为主振捣 ＝ Ｆ ｎ ｔ ＋ Ｏ＋（ 一 ） ， ］ｅ 陀 ｓ Ｏ ｒ ／ ｚ
置如 图 ２所示 。 同时为 了测试 熨平 板振 动情 况 ， 在底 板横 向 中心线 处建 立均 匀布 置 的 ｌ 测点 ， 点 问 Ｏ个 测 隔 ５０ｍ ０ ｍ。利用谐 响应 分析 ， 别测试 熨平 板 在无 撑拉杆 作 用和撑 拉杆 作 用下 ， 动 频率 为 ４ 时 的 分 振 ０Ｈｚ
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２ 熨 平 板垂 向变 形仿 真 分 析
２ １ 有 限元模型 建立 ．
以 ９ｍ 熨平 板 右侧 部 分 为研究 对 象 ， 通过 Ｐ Ｏ Ｅ建 立三 维模 型 并 简化 ， 后通 过 数据 交 换 将 导人 Ｒ／ 然
ｌ 振捣装置的不平衡惯性力
熨平 板在 振动过程 中受 到来 自振 捣 装 置 的 冲击作 用 ， 捣装 置 的不 平衡 惯 性 力直 接 影 响熨 平 板 振 振 动 。为 了减小振 捣装置 对熨平 装置 的影 响 ， 满足摊 铺质 量 的情 况下 ， 在 尽量采 取低频 振捣 ， 采取 合理 相 并 位 角来抵 消不平 衡惯性 力 。在 振捣梁悬 空 的情 况下 ， 振捣 梁在工 作 中产生 的垂 向总 惯性力 Ｐ（） ｔ为 Ｉ ６
带撑 拉杆 的摊 铺 机熨 平装 置 动 力学 分析
杨 力 超 ， 忠绪 ， 晓 晓 ， 晓辉 冯 武 雒
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摘要 ： 通过有 限元软件 Ａ Ｓ Ｓ分析了带撑 拉杆 的熨 平板在 振动装置 和振捣 装置共 同作用下 的结构 动力学 响 ＮＹ 应 。仿真结果表明， 熨平板垂 向撑拉杆能够有效提 高熨平 板垂 向刚 度 ， 当改 变撑拉杆作用 位置后 ， 熨平板垂 向
收 稿 日期 ：００ ０ — ９ ２１— ７ ２
作者简介： 力超（ ９４ ） 男， 杨 １８一 ， 河北邢台人 ， ￣ － Ａ学硕士研 究生， ￣４ 主要研 究方向为工程机械理论与作 业质量控制．
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堑 塑竺！燮 堑塑 塑 ± 篁 兰 堑 堂 垫 丝 茎 坌
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Ｐ（）＝ ｍｚ 莺Ｙ＋ ｚ ）＋ ｍＦ 莺 Ｙ＋莺 ） ｔ ｚ 露 （ （ Ｆ ｌ ，
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式中 ｍ ｉ 为第 ｉ 段主振捣梁质量 ； ｍ 为第 段副振捣梁质量 ； ｉ 为右侧第 段主振捣梁位移，Ｚ ＝ ，ｎ Ｘ ｅｉ Ｔ ｓ
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熨平 板 本身 采用 ｓｌ４ ｏｄ５单元 划分 网格 ｉ
２ ２ 振 动器 独立 工作 时仿 真分 析 ．
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熨平板网格划分完成后进行边界条件设置， 对地面弹簧底端采用固定约束。熨平板同大臂连接处约 束水平方向自由度 。然后将各振动装置产生的激振力分 ８份 ， 均匀施加在振动装置底座上， 边界条件设
第１卷 第３ ８ 期
２１ ００年 ９月
山东交通学院学报
Ｊ Ｕ ＮＡ ＦＳ Ａ ＯＮ Ｉ Ｏ Ｏ Ｇ ＵＮＶ Ｒ ＩＹ Ｏ Ｒ ＬＯ Ｈ ＮＤ ＧＪＡ Ｔ Ｎ ＩＥ ＳＴ
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