水泥稳定土振动搅拌器的参数设计及仿真研究
发布时间：2023-05-20 01:08
水泥稳定土作为半刚性基层的一种,被广泛用于高速公路沥青混凝土路面基层。水泥稳定土厂办设备的核心装置是搅拌器,其性能直接影响了稳定土基层的质量。目前,我国大多数水泥稳定土厂办设备采用连续式双卧轴强制搅拌器,在一定程度上仍存在搅拌效率低及搅拌不均匀的问题。针对这一问题,本文对原有的搅拌器进行改进,研究一种新型的双卧轴振动搅拌器,以提高搅拌作业质量和搅拌效率。本文首先论述了连续式搅拌器的结构组成和工作原理,并对双卧轴振动搅拌过程及其影响因素进行了理论分析;其次以生产率600t/h为目标对振动搅拌器的总体结构、传动系统和振动系统方案进行了设计,以搅拌筒的最小表面积为目标函数,利用MATLAB优化工具箱对主要的结构参数进行优化,并通过计算确定主要的运动参数。通过采用长、短搅拌臂相位角45°间隔对置布置的排列形式,目的是解决搅拌‘低效区’的问题,以提高搅拌的均匀性;应用Solidworks软件对其主要的零部件进行三维实体建模与装配,并对装配体进行了静态和动态干涉分析。再次,应用Ansys Workbench软件对搅拌装置进行静力学分析及模态分析,验证了机构设计的合理性。最后,基于EDEM离散元素法...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究概况与发展趋势
1.2.1 国内研究概况
1.2.2 国外研究概况
1.3 主要研究内容及研究方法
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 主要研究方法
第二章 搅拌理论分析
2.1 水泥稳定土的组成结构
2.2 连续式水泥稳定土搅拌器搅拌过程分析
2.2.1 连续式搅拌器结构组成和工作原理
2.2.2 稳定土混合料搅拌过程分析
2.3 振动搅拌机理
2.4 水泥稳定土振动搅拌器搅拌过程的影响因素
2.4.1 搅拌筒长宽比的影响
2.4.2 搅拌臂的影响
2.4.3 搅拌叶片安装角的影响
2.4.4 搅拌轴转速的影响
2.4.5 激振器的影响
2.5 本章小结
第三章 600型连续式水泥稳定土振动搅拌器设计
3.1 搅拌器的总体方案设计
3.1.1 整机结构方案设计
3.1.2 传动系统方案设计
3.1.3 振动系统方案设计
3.2 搅拌筒设计
3.2.1 搅拌筒的有效容积
3.2.2 搅拌筒长宽比y及搅拌缸半径R
3.2.3 进料口与出料口设计
3.3 搅拌叶片及搅拌臂的设计
3.3.1 搅拌叶片设计
3.3.2 搅拌臂的设计
3.4 同步齿轮确定及搅拌功率的分析计算
3.4.1 同步齿轮的确定
3.4.2 搅拌功率的分析计算
3.5 搅拌轴的设计
3.5.1 搅拌叶片线速度与搅拌轴转速的确定
3.5.2 搅拌轴的结构设计
3.5.3 搅拌轴的强度校核
3.6 激振箱体设计及激振器的选择
3.6.1 激振箱体设计
3.6.2 激振器的选择
3.7 本章小结
第四章 水泥稳定土振动搅拌器的三维建模与仿真分析
4.1 基于Solidworks的三维实体建模与运动仿真
4.1.1 搅拌器的三维实体模型设计
4.1.2 基于Solidworks的装配干涉检查
4.1.3 基于Solidworks的搅拌机装配体运动仿真
4.2 搅拌装置的有限元仿真分析
4.2.1 ANSYSWorkbench的简介及有限元分析方法
4.2.2 搅拌装置结构静力分析
4.2.3 搅拌装置的模态分析
4.3 本章小结
第五章 连续式水泥稳定土振动搅拌过程模拟与仿真分析
5.1 基于离散元素法对稳定土混合颗粒的理论分析
5.1.1 离散元素法的基本原理
5.1.2 离散元的颗粒模型及接触模型
5.1.3 离散元素法求解过程及计算流程
5.2 基于EDEM的稳定土振动搅拌器搅拌过程模拟与仿真
5.2.1 EDEM简介
5.2.2 基于相似理论的EDEM仿真模型设计
5.2.3 EDEM仿真参数设置
5.2.4 仿真求解及结果分析
5.3 EDEM振动搅拌过程模拟
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3820244
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究概况与发展趋势
1.2.1 国内研究概况
1.2.2 国外研究概况
1.3 主要研究内容及研究方法
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 主要研究方法
第二章 搅拌理论分析
2.1 水泥稳定土的组成结构
2.2 连续式水泥稳定土搅拌器搅拌过程分析
2.2.1 连续式搅拌器结构组成和工作原理
2.2.2 稳定土混合料搅拌过程分析
2.3 振动搅拌机理
2.4 水泥稳定土振动搅拌器搅拌过程的影响因素
2.4.1 搅拌筒长宽比的影响
2.4.2 搅拌臂的影响
2.4.3 搅拌叶片安装角的影响
2.4.4 搅拌轴转速的影响
2.4.5 激振器的影响
2.5 本章小结
第三章 600型连续式水泥稳定土振动搅拌器设计
3.1 搅拌器的总体方案设计
3.1.1 整机结构方案设计
3.1.2 传动系统方案设计
3.1.3 振动系统方案设计
3.2 搅拌筒设计
3.2.1 搅拌筒的有效容积
3.2.2 搅拌筒长宽比y及搅拌缸半径R
3.2.3 进料口与出料口设计
3.3 搅拌叶片及搅拌臂的设计
3.3.1 搅拌叶片设计
3.3.2 搅拌臂的设计
3.4 同步齿轮确定及搅拌功率的分析计算
3.4.1 同步齿轮的确定
3.4.2 搅拌功率的分析计算
3.5 搅拌轴的设计
3.5.1 搅拌叶片线速度与搅拌轴转速的确定
3.5.2 搅拌轴的结构设计
3.5.3 搅拌轴的强度校核
3.6 激振箱体设计及激振器的选择
3.6.1 激振箱体设计
3.6.2 激振器的选择
3.7 本章小结
第四章 水泥稳定土振动搅拌器的三维建模与仿真分析
4.1 基于Solidworks的三维实体建模与运动仿真
4.1.1 搅拌器的三维实体模型设计
4.1.2 基于Solidworks的装配干涉检查
4.1.3 基于Solidworks的搅拌机装配体运动仿真
4.2 搅拌装置的有限元仿真分析
4.2.1 ANSYSWorkbench的简介及有限元分析方法
4.2.2 搅拌装置结构静力分析
4.2.3 搅拌装置的模态分析
4.3 本章小结
第五章 连续式水泥稳定土振动搅拌过程模拟与仿真分析
5.1 基于离散元素法对稳定土混合颗粒的理论分析
5.1.1 离散元素法的基本原理
5.1.2 离散元的颗粒模型及接触模型
5.1.3 离散元素法求解过程及计算流程
5.2 基于EDEM的稳定土振动搅拌器搅拌过程模拟与仿真
5.2.1 EDEM简介
5.2.2 基于相似理论的EDEM仿真模型设计
5.2.3 EDEM仿真参数设置
5.2.4 仿真求解及结果分析
5.3 EDEM振动搅拌过程模拟
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3820244
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