文章编号: 1006-4710(2010)03-0282-05
考 虑 土 体 质 量 的 振 动 压 路 机 动 力 学 模 型 研 究
李军
1,2
, 李言
1
, 周志立
3
, 刘亚非
3
(1.西安理工大学 机械与精密仪器工程学院,陕西 西安 710048;
2.洛阳理工学院,河南 洛阳 471003; 3.河南科技大学,河南 洛阳 471003)
摘要: 将振动压路机振动系统简化为一个质点(振动轮) 、两个自由度( 水平方向和竖直方向) 动力
学系统,同时把土体的质量作为振动轮质点的附加质量,建立了单质点、两个自 由度的 动力学 模
型。 通过求解振动系统方程,得到了质点运动轨迹的解析表达式,并利用数值分析方法研究了质
点运动轨迹与各个参数之间的函数关系,讨论了各参数对运动轨迹的影响。 研究结果表明,改变
振动参数可实现对压实度的有效控制。 在具体施工过程中,应根据被压实材料的性质,调整振动
压路机的各振动参数以实现对振动工况的实时监测。
关键词: 振动压路机; 动力学模型; 振动轮; 运动轨迹
中图分类号: O323; TH113.2
+
2 文献标志码: A
.
倡栘
Research on Dynamic Model of Vibrating Road Roller
Considering the Qualities of Soil Mass
LI Jun
1 ,2
, LI Yan
1
, ZHOU Zhi-li
3
, LIU Ya-fei
3
(1.Faculty of Mechanical and Precision Instrument Engineering,Xi摧an University of Technology,Xi摧an 710048,China;
2.Luoyang University of Technology,Luoyang 471003,China;
3.Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China)
Abstract: The vibration road roller system is simplified into a particle ( drum) and two freedom degrees
( horizontal and vertical directions) dynamic system.And at the same time, the qualities of soil mass can
be taken as the additional quality to the vibrating particle point.Accordingly, a dynamic model with a
single particle point and two freedom degrees is established.The analytical expression of the trajectory is
obtained by solving the vibration equation of particle system.The functional relations between particle
trajectories and various vibration parameters are studied by the numerical analysis.And the effect of pa-
rameters on the trajectory is discussed.Research results indicate that changing vibration parameters can
achieve the effective controlling over compaction degrees.Accordingly, in the course of concrete con-
struction, each vibration parameter of vibration road roller can be adjusted in terms of compacted material
properties so as to achieve the real time monitoring of vibration operational conditions.
Key words: vibration road roller; dynamic model; drum; trajectory
随着 现 代 化 新 技 术 革 命 的 兴 起, 振 动 压 路 机
也进入了 一 个 新 的 发 展 时 期,智 能 化 的 压 路 机 也
已成为新 的 发 展 趋 势
[ 1 -2 ]
。 智 能 振 动 压 路 机 可 以
在压实度 仪 的 监 测 下,根 据 压 实 材 料 密 实 度 变 化
的情况适时调整振频、振 幅、振动 方式和行 驶速度
等工作参数,压路机可 始 终处 于最佳 工作状况,使
司机专注 于 压 路 机 的 驾 驶,提 高 了 路 面 施 工 的 质
量和效率。 始于 20 世纪 70 年 代 的 关于压路机动
力学模型方程的研究为 振动压 路机的 智 能化提供
了参考 依 据
[ 3 -7 ]
。 本 文 将 智 能 化 振 动 压 路 机 振 动
系统简化为一个质点( 振动轮) 、两个自由度 ( 水平
方向和竖直方向) 动力学系统,同 时把土体的质量
作为振动轮质点的附加质 量,建立单 质点、两个 自
由度的 动 力 学 模 型。 通 过 求 解 振 动 系 统 方 程, 分
282
西安理工大学学报 Journal of Xi’an University of Technology(2010) Vol.26 No.3
倡
收稿日期: 2010-04-20
基金项目: 陕西省 13115 重点科技创新基金资助项目(2009ZDKG -25)。
作者简介: 李军(1963-),男,河南南阳人,副教授,博士生,研究方向为压实机械及其自动控制。 E-mail: milediyi@163.
com。 李言(1960-),男,陕西彬县人,教授, 博导, 研究方向 为机电测 控技 术、先 进制造及 精密加工技术。
E-mail:ly-jyxy@xaut.edu.cn。