【碩士】旋挖鉆機機鎖式鉆桿的有限元分析

內容簡介

　　【碩士】旋挖鉆機機鎖式鉆桿的有限元分析　　學科專業(yè)：施工工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：沈陽理工大學　　學位年度：2011　　旋挖鉆機是一種取土成孔灌注樁施工的機械設備，配合鉆桿與鉆具進行施工作業(yè)。伴隨越來越高、大、重建筑工程的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的施工工法與施工設備已無法滿足當前建筑施工的要求。正是基于此背景條件下，旋挖鉆機得到了長足的發(fā)展?！　? 鉆桿是旋挖鉆機施工必備的配套工具，通常鉆桿在施工過程中要承受大扭矩，大鉆壓，和由于細長桿結構所容易引起壓桿失穩(wěn)等問題的困擾，這都使得鉆桿在鉆孔作業(yè)過程中的受力情況變得異常復雜，大大地增加了鉆桿遭受破壞的風險?；谑┕ぶ兴l(fā)生的慘痛教訓，找出鉆桿結構的薄弱環(huán)節(jié)（應力集中區(qū)域），對鉆桿失效進行準確分析、合理解釋變得迫切重要。　　本研究首先收集旋挖鉆機機鎖式鉆桿的歷史故障情況，從鉆桿的故障情況總結出機鎖式鉆桿的典型故障，初步分析鉆桿的故障原因。利用三維繪圖軟件Pro/E對旋挖鉆機機鎖式鉆桿進行建模，根據機鎖式鉆桿的工作特點，采用通用有限元分析軟件ANSYS 對旋挖鉆機機鎖式鉆桿進行了靜強度分析、模態(tài)分析、疲勞分析，找出應力集中的主要區(qū)域。對比計算結果與實際鉆桿故障情況的吻合程度，進一步驗證了分析的準確性。在之前的有限元疲勞分析的基礎之上對機鎖式鉆桿進行優(yōu)化設計，通過對機鎖式鉆桿上的兩個可變參數(shù)進行優(yōu)化設計，并且確定了各數(shù)據的最優(yōu)組合，有效的減少了鉆桿應力集中區(qū)域的應力集中現(xiàn)象，有效地延長了鉆桿的使用壽命。隨后在優(yōu)化設計的基礎之上結合實際的生產狀況提出了合理工藝生產方案，并成功試制鉆桿。經過了江西、廣西、黑龍江三地較為苛刻的試制鉆桿測試，試制鉆桿使用效果良好，表現(xiàn)穩(wěn)定，達到了令人滿意的效果?！　?

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